系列笔记 | 深度学习连载(6):卷积神经网络基础

简介: 系列笔记 | 深度学习连载(6):卷积神经网络基础

卷积神经网络其实早在80年代,就被神经网络泰斗Lecun 提出[LeNet-5, LeCun 1980],但是由于当时的数据量、计算力等问题,没有得到广泛使用。


image.png


卷积神经网络的灵感来自50年代的诺贝尔生物学奖。Hubel & Wiesel, 1959,猫负责视觉的大脑区域,对于细小的线段感兴趣(而不是鱼),这个区域离眼睛远(而不是近)。


image.png


1.卷积层 Convolutional Layer


卷积层中有filter,在image空间中不断滑动,进行点乘dot


image.png


filter 的dot的结果是一个数值,经过滑动dot,就会形成一个比原先照片小的层,厚度为1


image.pngimage.gif


filter可以有很多个,我们以6个filter为例


image.pngimage.gif


2.卷积过程 Convolutional Process


卷积的过程,就是一系列的卷积层的组合:


image.pngimage.gif


每一层提取的feature 从low lever,mid level,high level 到可以分类的级别


image.png


这里是一个图片分类的过程:


image.png


3.卷积计算 Convolutional Compute


(1)activation map 大小的计算 以7*7大小的图片为例


image.png

(2)zero padding


zero padding 可以保持图片卷积后的大小


image.png


(3)计算


举例:输入图片是32x32x3 有10个5x5的filter ,stride 是1 ,pad 2

输出的大小? 参数的多少?


image.png


Output volume size: (32+2*2-5)/1+1 = 32 spatially, so 32x32x10


Number of parameters in this layer? each filter has 553 + 1 = 76 params => 76*10 = 760


(4)总结

image.png


相关文章
|
4月前
|
机器学习/深度学习 PyTorch TensorFlow
卷积神经网络深度解析:从基础原理到实战应用的完整指南
蒋星熠Jaxonic,深度学习探索者。深耕TensorFlow与PyTorch,分享框架对比、性能优化与实战经验,助力技术进阶。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
卷积神经网络深度解析:从基础原理到实战应用的完整指南
蒋星熠Jaxonic带你深入卷积神经网络(CNN)核心技术,从生物启发到数学原理,详解ResNet、注意力机制与模型优化,探索视觉智能的演进之路。
535 11
|
8月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
基于PSO粒子群优化TCN-LSTM时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本内容展示了一种基于粒子群优化(PSO)与时间卷积神经网络(TCN)的时间序列预测方法。通过 MATLAB2022a 实现,完整程序运行无水印,核心代码附详细中文注释及操作视频。算法利用 PSO 优化 TCN 的超参数(如卷积核大小、层数等),提升非线性时间序列预测性能。TCN 结构包含因果卷积层与残差连接,结合 LSTM 构建混合模型,经多次迭代选择最优超参数,最终实现更准确可靠的预测效果,适用于金融、气象等领域。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 传感器 数据采集
【故障识别】基于CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的数据分类预测研究(Matlab代码实现)
【故障识别】基于CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的数据分类预测研究(Matlab代码实现)
399 0
|
7月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 PyTorch
零基础入门CNN:聚AI卷积神经网络核心原理与工业级实战指南
卷积神经网络(CNN)通过局部感知和权值共享两大特性,成为计算机视觉的核心技术。本文详解CNN的卷积操作、架构设计、超参数调优及感受野计算,结合代码示例展示其在图像分类、目标检测等领域的应用价值。
426 7
|
9月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
基于PSO粒子群优化TCN时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本内容介绍了一种基于PSO(粒子群优化)改进TCN(时间卷积神经网络)的时间序列预测方法。使用Matlab2022a运行,完整程序无水印,附带核心代码中文注释及操作视频。TCN通过因果卷积层与残差连接处理序列数据,PSO优化其卷积核权重等参数以降低预测误差。算法中,粒子根据个体与全局最优位置更新速度和位置,逐步逼近最佳参数组合,提升预测性能。
|
8月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 监控
基于CNN卷积神经网络和GEI步态能量提取的步态识别算法matlab仿真,对比不同角度下的步态识别性能
本项目基于CNN卷积神经网络与GEI步态能量提取技术,实现高效步态识别。算法使用不同角度(0°、45°、90°)的步态数据库进行训练与测试,评估模型在多角度下的识别性能。核心流程包括步态图像采集、GEI特征提取、数据预处理及CNN模型训练与评估。通过ReLU等激活函数引入非线性,提升模型表达能力。项目代码兼容Matlab2022a/2024b,提供完整中文注释与操作视频,助力研究与应用开发。
|
8月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
基于WOA鲸鱼优化的TCN-GRU时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本内容包含时间序列预测算法的相关资料,涵盖以下几个方面:1. 算法运行效果预览(无水印);2. 运行环境为Matlab 2022a/2024b;3. 提供部分核心程序,完整版含中文注释及操作视频;4. 理论概述:结合时间卷积神经网络(TCN)与鲸鱼优化算法(WOA),优化TCN超参数以提升非线性时间序列预测性能。通过因果卷积层与残差连接构建TCN模型,并用WOA调整卷积核大小、层数等参数,实现精准预测。适用于金融、气象等领域决策支持。
|
8月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 并行计算
基于WOA鲸鱼优化的TCN时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本内容介绍了一种基于TCN(Temporal Convolutional Network)与WOA(Whale Optimization Algorithm)的时间序列预测算法。TCN通过扩张卷积捕捉时间序列长距离依赖关系,结合批归一化和激活函数提取特征;WOA用于优化TCN网络参数,提高预测精度。算法流程包括数据归一化、种群初始化、适应度计算及参数更新等步骤。程序基于Matlab2022a/2024b开发,完整版含详细中文注释与操作视频,运行效果无水印展示。适用于函数优化、机器学习调参及工程设计等领域复杂任务。
|
8月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
基于PSO粒子群优化TCN-GRU时间卷积神经网络时间序列预测算法matlab仿真
本内容涵盖基于粒子群优化(PSO)与时间卷积神经网络(TCN)的时间序列预测算法。完整程序运行效果无水印,适用于Matlab2022a版本。核心代码配有详细中文注释及操作视频。理论部分阐述了传统方法(如ARIMA)在非线性预测中的局限性,以及TCN结合PSO优化超参数的优势。模型由因果卷积层和残差连接组成,通过迭代训练与评估选择最优超参数,最终实现高精度预测,广泛应用于金融、气象等领域。