RGB顏色模型的每個通道都代表不同顏色的光強度。圖像在計算機中的存儲和處理依賴于這些通道信息。

RGB顏色模型

二、為什么要學習卷積神經網絡?

傳統神經網絡在處理圖像時存在位置不變性的不足。如下圖所示,傳統網絡難以識別同一物體在不同位置的圖像。

傳統神經網絡的不足

卷積神經網絡通過卷積操作捕捉圖像的局部特征,實現了在位置變化下的識別不變性。

卷積神經網絡實現不變性

三、什么是卷積?

卷積操作是CNN的核心。它通過一個可移動的小窗口(稱為數據窗口),逐元素地與圖像進行相乘和相加操作。這個窗口也叫卷積核或濾波器,通過滑動窗口提取圖像特征。

卷積操作示意圖

一張圖帶你了解卷積計算過程:

卷積計算過程

卷積需要注意哪些問題?

為什么要進行數據填充:

數據填充確保卷積核覆蓋整個輸入圖像邊緣,同時保持輸出特征圖大小不變。例如,對于一個4×4的輸入圖像,使用3×3卷積核時,如果不進行填充,輸出特征圖會縮小。

input_image = [
    [1, 2, 3, 4],
    [5, 6, 7, 8],
    [9, 10, 11, 12],
    [13, 14, 15, 16]
]

padded_image = [
    [0, 0, 0, 0, 0, 0],
    [0, 1, 2, 3, 4, 0],
    [0, 5, 6, 7, 8, 0],
    [0, 9, 10, 11, 12, 0],
    [0, 13, 14, 15, 16, 0],
    [0, 0, 0, 0, 0, 0]
]

四、卷積神經網絡的構造

卷積神經網絡結構

1 輸入層

輸入層接收原始圖像數據,通常由三個顏色通道組成,形成一個二維矩陣,表示像素的強度值。

2 卷積和激活

卷積層通過卷積核進行特征提取,然后應用激活函數(如ReLU)引入非線性,使網絡能夠學習復雜的特征。

3 池化層

池化層通過減小特征圖的大小來減少計算復雜性,通常通過選擇池化窗口內的最大值或平均值來實現。

4 多層堆疊

CNN通常由多個卷積和池化層的堆疊組成,以提取更高級別的特征。

5 全連接和輸出

全連接層將提取的特征映射為最終輸出,如分類標簽或回歸值。

卷積神經網絡形象示意圖

五、圖片經過卷積后的樣子

卷積神經網絡處理圖像后,可以提取出物體的輪廓特征,類似于人類視覺系統識別物體的方式。

卷積后圖像效果

FAQ

  1. 問:什么是卷積神經網絡?

  2. 問:CNN的優勢是什么?

  3. 問:如何選擇卷積核的大小?

  4. 問:卷積神經網絡可以應用于哪些領域?

  5. 問:如何提高CNN的性能?

上一篇:

AI生成文章去AI化工具

下一篇:

5分鐘掌握2024 pip 國內源配置
#你可能也喜歡這些API文章!

我們有何不同?

API服務商零注冊

多API并行試用

數據驅動選型,提升決策效率

查看全部API→
??

熱門場景實測,選對API

#AI文本生成大模型API

對比大模型API的內容創意新穎性、情感共鳴力、商業轉化潛力

25個渠道
一鍵對比試用API 限時免費

#AI深度推理大模型API

對比大模型API的邏輯推理準確性、分析深度、可視化建議合理性

10個渠道
一鍵對比試用API 限時免費