卷积神经网络为什么适合图像处理?

作者&投稿:剑诞 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
什么是卷积神经网络?为什么它们很重要~

卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是一种前馈神经网络,它的人工神经元可以响应一部分覆盖范围内的周围单元,对于大型图像处理有出色表现。[1] 它包括卷积层(alternating convolutional layer)和池层(pooling layer)。
卷积神经网络是近年发展起来,并引起广泛重视的一种高效识别方法。20世纪60年代,Hubel和Wiesel在研究猫脑皮层中用于局部敏感和方向选择的神经元时发现其独特的网络结构可以有效地降低反馈神经网络的复杂性,继而提出了卷积神经网络(Convolutional Neural Networks-简称CNN)。现在,CNN已经成为众多科学领域的研究热点之一,特别是在模式分类领域,由于该网络避免了对图像的复杂前期预处理,可以直接输入原始图像,因而得到了更为广泛的应用。 K.Fukushima在1980年提出的新识别机是卷积神经网络的第一个实现网络。随后,更多的科研工作者对该网络进行了改进。其中,具有代表性的研究成果是Alexander和Taylor提出的“改进认知机”,该方法综合了各种改进方法的优点并避免了耗时的误差反向传播。

卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是一种前馈神经网络,它的人工神经元可以响应一部分覆盖范围内的周围单元,对于大型图像处理有出色表现。[1] 它包括卷积层(alternating convolutional layer)和池层(pooling layer)。 卷积神经网络是近年发展起来,并引起广泛重视的一种高效识别方法。20世纪60年代,Hubel和Wiesel在研究猫脑皮层中用于局部敏感和方向选择的神经元时发现其独特的网络结构可以有效地降低反馈神经网络的复杂性,继而提出了卷积神经网络(Convolutional Neural Networks-简称CNN)。现在,CNN已经成为众多科学领域的研究热点之一,特别是在模式分类领域,由于该网络避免了对图像的复杂前期预处理,可以直接输入原始图像,因而得到了更为广泛的应用。 K.Fukushima在1980年提出的新识别机是卷积神经网络的第一个实现网络。随后,更多的科研工作者对该网络进行了改进。其中,具有代表性的研究成果是Alexander和Taylor提出的“改进认知机”,该方法综合了各种改进方法的优点并避免了耗时的误差反向传播。

神经网络的本质就在于做信息形式的变换,而要想做数据的处理,首要解决的问题就是如何将数据张量化,问题就在于卷积神经网络要处理的数据必须是向量形式,对于图像这种数据类型来说,如果将其展开成一维的向量,且不说得到向量的维数过高,网络太深导致网络中参数太多,图像中的空间信息也会丢失。
而卷积神经网络能够用卷积的方式从原信息中提取"部分特定的信息(信息跟卷积核相关)",且对于二维的图像来说是原生支持的(不需要处理),这就保留了图像中的空间信息,而空间信息是具有可平移性质的.。
并且卷积神经网络的参数就只是卷积核的参数以及偏置(Bias),而卷积核的参数可以做到共享,卷积核也可以用多个,从多个角度对原图像解读。
这就是卷积神经网络的几个特点:局部感知,参数共享,多核,平移不变性正是因为这些特点,在图像领域处理上,卷积神经网络取代了人工神经网络。
卷积神经网络 (CNN) 是当今最流行的模型之一。这种神经网络计算模型使用多层感知器的变体,并包含一个或多个可以完全连接或池化的卷积层。这些卷积层创建了记录图像区域的特征图,该区域最终被分成矩形并发送出去进行非线性处理。
优点:
图像识别问题的非常高的准确性。自动检测重要特征,无需任何人工监督。权重共享。
缺点:
CNN 不对物体的位置和方向进行编码。缺乏对输入数据空间不变的能力。需要大量的训练数据。


神经网络优缺点,
优点:(1)具有自学习功能。例如实现图像识别时,只在先把许多不同的图像样板和对应的应识别的结果输入人工神经网络,网络就会通过自学习功能,慢慢学会识别类似的图像。自学习功能对于预测有特别重要的意义。预期未来的人工神经网络计算机将为人类提供经济预测、市场预测、效益预测,其应用前途是很远大的。(...

为什么有图卷积神经网络?
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深度学习为什么加入卷积神经网络之后程序运行速度反而变慢了_百度知...
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视觉-卷积层基础知识
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卷积神经网络每一层反向传导的权重和正向为什么相同
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经典深度神经网络架构解析 - VGG,ResNet,Inception
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为什么卷积神经网络很快就收敛了
可能是因为你网络参数少,或者学习速度比较大

为什么在卷积神经网络中全连接层4096维特征向量
通常为了计算的优化等缘故,维度一般取2的指数。全连接层后续计算loss,总共类别应该会有上千类,所以之前的layer最好也是1000这种规模,所以一般取1024,2048,4096等。通过在数据集上进行测试,可以跑出来一个结果比较好的网络结构

望奎县15990849087: 为什么用卷积神经网络来做图像分类 -
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望奎县15990849087: 什么样的数据适合用卷积神经网络处理 -
班侄氯化: 当然是图像了,具体点说就是一个数据点,跟它的上下左右数据有关联的话,就适合用卷积.

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班侄氯化: 1.卷积神经网络简介 卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是一种前馈神经网络,它的人工神经元可以响应一部分覆盖范围内的周围单元,对于大型图像处理有出色表现.[1] 它包括卷积层(alternating convolutional layer)和池...

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