UFLDL之卷積與池化

2022-08-30 21:03:14 字數 837 閱讀 5273

參考資料:[ufldl教(教程)及tornadomeet的部落格

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當輸入資料的特徵數很大時,若特徵層每個神經元都和所有特徵相連,則需要非常多的引數。例如96*96的影象,學習100個特徵,則有近1,000,000個引數需要學習,對資源的消耗非常巨大。

解決這一問題的方法是部分連通,即每個特徵層的神經元一次只和上一層的部分特徵相連。這是因為影象具有統計特性,影象一部分的特徵很可能也適用於其它部分。例如,在影象上擷取乙個8 \(\times\) 8的小區域,並從中學習到了乙個8 \(\times\) 8大小的權值網路,我們可以將這個權值應用到影象所有區域,來獲得任一位置的啟用值。

對卷積的理解可以結合影象卷積來進行,可以參考這篇部落格。不同的是,在對影象做卷積運算的時候,一般要拓展影象以保證運算前後影象大小不變;而學習特徵則不用,直接卷積即可,卷積後的影象大小為imagedim-convolveddim+1,imagedim是影象在某一方向上的維度,convolveddim是卷積運算元在對應方向上的維度。

卷積關注的是影象的區域性特徵,但是,在描述大影象的時候,需要關注更大範圍內的特徵,因此使用了池化。池化求的是卷積後影象的某個區域的統計特徵(比如最大值最小值或平均值,取決於應用場合)。池化的特徵維度更低,而且可以改善結果,減小過擬合。例如,乙個96 * 96的卷積後的影象,對48 * 48大小的區域進行池化,那麼最終會得到乙個2*2大小的池化層(也稱作下取樣層)。

池化由於關於的是統計特徵,因此具有一定的平移不變性。例如手寫數字,左側或右側平移一點並不影響最終的結果。

本次的練習中,採用的是卷積——池化——softmax結構,實際上,有時候往往會採用卷積——池化——卷積——池化……這樣交織的結構來一步步提取影象的特徵。

池化 和卷積

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卷積神經網路是深度學習中最經典的模型之一。當今大多數的深度學習經典模型中都能找到卷積神經網路的影子。卷積和池化可以追溯到lenet 5網路,這是由 lecun等人於1998年所提出的,其中的卷積與池化操作這一概念,對後來的卷積神經網路的發展影響巨大。它的網路結構主要包括卷積層 池化層和全連線層。卷積...

關於卷積和池化

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