莫烦pytorch 什么是卷积神经网络CNN(Convlutinoal Neural Network)

卷积神经网络是一种人工神经网络结构,因为利用卷积神经网络在图像语音识别方面能够给出更优预测结果,这一技术也被广泛的传播可应用。卷积神经网络最常被应用的方面是计算机的图像识别,不过因为不断地创新,它也被应用在视频分析,自然语言处理,药物发现,等等。

卷积 和 神经网络

什么是卷积神经网络?我们可以把这个词拆开成为“卷积”和“神经网络”。卷积也就是说神经网络不再是对每个像素的输入信息做处理了,而是图片上每一小块像素区域进行处理,这种做法加强了图片信息的连续性。使得神经网络能看到图形,而非一个点。这种做法同时也加深了神经网络对图像的理解。每次收集的时候都只是收集一小块像素区域,然后把收集来的信息进行整理,这时候整理出来的信息有了一些实际上的呈现。然后以同样的步骤,用类似的批量过滤器扫过产生的这些边缘信息,神经网络从这些边缘信息里面总结出更高层的信息结构。经过几次过滤,最后我们把这些信息套入几层普通的全连接神经层进行分类,这样就能得到输入的图片能被分为哪一类的结果了。
莫烦pytorch 什么是卷积神经网络CNN(Convlutinoal Neural Network)_第1张图片
图片是如何被卷积的?

下面是一张猫的图片,图片有长、宽、高三个参数。这里的高指的是计算机用于产生颜色使用的信息。如果是黑白照片的话,高的单位只有1,如果是彩色照片,就有可能有rgb三种颜色的信息,这是的高度为3.我们以彩色照片为例子. 过滤器就是影像中不断移动的东西, 他不断在图片收集小批小批的像素块, 收集完所有信息后, 输出的值, 我们可以理解成是一个高度更高,长和宽更小的”图片”. 这个图片里就能包含一些边缘信息. 然后以同样的步骤再进行多次卷积, 将图片的长宽再压缩, 高度再增加, 就有了对输入图片更深的理解. 将压缩,增高的信息嵌套在普通的分类神经层上,我们就能对这种图片进行分类了.
莫烦pytorch 什么是卷积神经网络CNN(Convlutinoal Neural Network)_第2张图片
池化(pooling)

研究发现,在每一次卷积的时候,神经层可能会无意识地丢失一些信息。这是,池化(pooling)就可以很好地解决这一问题。而且池化是一个筛选过滤的过程,能将layer中有用的信息筛选出来,给下一个层分析。同时也减轻了神经网络的计算负担。也就是说在卷积的时候,我们不压缩长宽,尽量地保留更多信息,压缩的工作就交给池化,这样的一项附加工作能够很有效的提高准确性。
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流行的CNN结构
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比较流行的一种搭建结构就是这样,从下到上的顺序,首先是输入的图片(image),经过一层卷积层(convolution),然后在用池化(pooling)方式处理卷积的信息,这里使用的是max pooling的方式。然后在经过一次同样的处理,把得到的第二次处理的信息传入两层全连接的神经层(fully connected),这也是一般的两层神经网络层,最后再接上一个分类器(classifier)进行分类预测。这仅仅是对卷积神经网络在图片处理上一次简单的介绍.

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