談談我對「深度學習CNN」的見解

其實,深度學習就像探尋外太空的生命一樣,充滿著夢幻色彩,是人類的美好想象。以前的電腦,能快速的運算並存儲數據,並沒有任何的“自我”意識。現如今,電腦技術迅速發展,電腦可以表現的非常強大,“深度學習”初成型。

談談我對“深度學習CNN”的見解

大家應該都知道“圖靈試驗”的設想,簡而言之,就是隔牆對話,你並不能通過聽覺來區分人類與機器。這個1950年的設想,給了人們很大的希望和失望。因為過了大半個世紀,直到現在,機器學習領域才取得了突破性的進展。人們知道了計算機不僅僅只限於對大數據的處理能力,還依賴於算法,這個算法稱為“深度學習”算法。

深度學習是一個框架,其包含了多個重要算法:

Convolutional Neural Networks(CNN)卷積神經網絡

AutoEncoder自動編碼器

Sparse Coding稀疏編碼

Restricted Boltzmann Machine(RBM)限制波爾茲曼機

Deep Belief Networks(DBN)深信度網絡

Recurrent neural Network(RNN)多層反饋循環神經網絡神經網絡

其中,卷積神經網絡(CNN)是人工神經網絡的一種亦或是多層神經網絡,擅長處理圖像的一種算法。我為大家簡單介紹下卷積神經網絡的大致組成部分:卷積層、池化層、全連接層。其中,卷積層與池化層相互配合:

卷積神經網絡由兩類神經元作用:一個叫C(convolution),卷積,卷積操作主要用來提取事物的特徵;一個叫S(subsampling),下采樣,也可以叫做特徵映射,其實就是池化操作。如圖:

談談我對“深度學習CNN”的見解

卷積神經網絡的概念示範:輸入圖像通過和三個可訓練的濾波器和可加偏置進行卷積,濾波過程,卷積後在C1層產生三個特徵映射圖,然後特徵映射圖中每組的四個像素再進行求和,加權值,加偏置,通過一個Sigmoid函數(使得特徵映射具有位移不變性)得到三個S2層的特徵映射圖。這些映射圖再進過濾波得到C3層。這個層級結構再和S2一樣產生S4。最終,這些像素值被光柵化,並連接成一個向量輸入到傳統的神經網絡,得到輸出。

全連接層常簡稱為 FC(Fully Connected Layer),在整個卷積神經網絡中起到“分類器”的作用。如果說卷積與池化的基本單元是局部視野,用它類比我們的眼睛的話,它能將接收的輸入中的各個特徵提取出來;至於FC、則可以類比我們的神經網絡(甚至說、類比我們的大腦),它能夠利用得到的信號(特徵)來做出相應的決策。概括地說、CNN 視卷積與池化為“眼”而全連接為“腦”,眼腦結合則決策自成。

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