卷積神經計演算法

㈠ CNN（卷積神經網路）是什麼

CNN的核心其實就是卷積核的作用，如果學過數字圖像處理，對於卷積核的作用應該不陌生，比如你做一個最簡單的方向濾波器，那就是一個二維卷積核，這個核其實就是一個模板，利用這個模板再通過卷積計算的定義就可以計算出一幅新的圖像，新的圖像會把這個卷積核所體現的特徵突出顯示出來。比如這個卷積核可以偵測水平紋理，那捲積出來的圖就是原圖水平紋理的圖像。現在假設要做一個圖像的分類問題，比如辨別一個圖像里是否有一隻貓，我們可以先判斷是否有貓的頭，貓的尾巴，貓的身子等等，如果這些特徵都具備，那麼我就判定這應該是一隻貓（如果用心的話你就會發現這就是CNN最後的分類層，這一部分是我們傳統的神經網路的范疇）。

㈡ 卷積神經網路演算法是什麼

一維構築、二維構築、全卷積構築。

卷積神經網路（Convolutional Neural Networks, CNN）是一類包含卷積計算且具有深度結構的前饋神經網路（Feedforward Neural Networks），是深度學習（deep learning）的代表演算法之一。

卷積神經網路具有表徵學習（representation learning）能力，能夠按其階層結構對輸入信息進行平移不變分類（shift-invariant classification），因此也被稱為「平移不變人工神經網路（Shift-Invariant Artificial Neural Networks, SIANN）」。

卷積神經網路的連接性：

卷積神經網路中卷積層間的連接被稱為稀疏連接（sparse connection），即相比於前饋神經網路中的全連接，卷積層中的神經元僅與其相鄰層的部分，而非全部神經元相連。具體地，卷積神經網路第l層特徵圖中的任意一個像素（神經元）都僅是l-1層中卷積核所定義的感受野內的像素的線性組合。

卷積神經網路的稀疏連接具有正則化的效果，提高了網路結構的穩定性和泛化能力，避免過度擬合，同時，稀疏連接減少了權重參數的總量，有利於神經網路的快速學習，和在計算時減少內存開銷。

卷積神經網路中特徵圖同一通道內的所有像素共享一組卷積核權重系數，該性質被稱為權重共享（weight sharing）。權重共享將卷積神經網路和其它包含局部連接結構的神經網路相區分，後者雖然使用了稀疏連接，但不同連接的權重是不同的。權重共享和稀疏連接一樣，減少了卷積神經網路的參數總量，並具有正則化的效果。

在全連接網路視角下，卷積神經網路的稀疏連接和權重共享可以被視為兩個無限強的先驗（pirior），即一個隱含層神經元在其感受野之外的所有權重系數恆為0（但感受野可以在空間移動）；且在一個通道內，所有神經元的權重系數相同。

㈢ 前饋神經網路、BP神經網路、卷積神經網路的區別與聯系

一、計算方法不同

1、前饋神經網路：一種最簡單的神經網路，各神經元分層排列。每個神經元只與前一層的神經元相連。接收前一層的輸出，並輸出給下一層．各層間沒有反饋。

2、BP神經網路：是一種按照誤差逆向傳播演算法訓練的多層前饋神經網路。

3、卷積神經網路：包含卷積計算且具有深度結構的前饋神經網路。

二、用途不同

1、前饋神經網路：主要應用包括感知器網路、BP網路和RBF網路。

2、BP神經網路：

（1）函數逼近：用輸入向量和相應的輸出向量訓練一個網路逼近一個函數；

（2）模式識別：用一個待定的輸出向量將它與輸入向量聯系起來；

（3）分類：把輸入向量所定義的合適方式進行分類；

（4）數據壓縮：減少輸出向量維數以便於傳輸或存儲。

3、卷積神經網路：可應用於圖像識別、物體識別等計算機視覺、自然語言處理、物理學和遙感科學等領域。

聯系：

BP神經網路和卷積神經網路都屬於前饋神經網路，三者都屬於人工神經網路。因此，三者原理和結構相同。

三、作用不同

1、前饋神經網路：結構簡單，應用廣泛，能夠以任意精度逼近任意連續函數及平方可積函數．而且可以精確實現任意有限訓練樣本集。

2、BP神經網路：具有很強的非線性映射能力和柔性的網路結構。網路的中間層數、各層的神經元個數可根據具體情況任意設定，並且隨著結構的差異其性能也有所不同。

3、卷積神經網路：具有表徵學習能力，能夠按其階層結構對輸入信息進行平移不變分類。

(3)卷積神經計演算法擴展閱讀：

1、BP神經網路優劣勢

BP神經網路無論在網路理論還是在性能方面已比較成熟。其突出優點就是具有很強的非線性映射能力和柔性的網路結構。網路的中間層數、各層的神經元個數可根據具體情況任意設定，並且隨著結構的差異其性能也有所不同。但是BP神經網路也存在以下的一些主要缺陷。

①學習速度慢，即使是一個簡單的問題，一般也需要幾百次甚至上千次的學習才能收斂。

②容易陷入局部極小值。

③網路層數、神經元個數的選擇沒有相應的理論指導。

④網路推廣能力有限。

2、人工神經網路的特點和優越性，主要表現在以下三個方面

①具有自學習功能。例如實現圖像識別時，只在先把許多不同的圖像樣板和對應的應識別的結果輸入人工神經網路，網路就會通過自學習功能，慢慢學會識別類似的圖像。自學習功能對於預測有特別重要的意義。預期未來的人工神經網路計算機將為人類提供經濟預測、效益預測，其應用前途是很遠大的。

②具有聯想存儲功能。用人工神經網路的反饋網路就可以實現這種聯想。

③具有高速尋找優化解的能力。尋找一個復雜問題的優化解，往往需要很大的計算量，利用一個針對某問題而設計的反饋型人工神經網路，發揮計算機的高速運算能力，可能很快找到優化解。

㈣ 如何計算卷積神經網路中接受野尺寸

#Compute input size that leads to a 1x1 output size, among other things

# [filter size, stride, padding]

convnet =[[11,4,0],[3,2,0],[5,1,2],[3,2,0],[3,1,1],[3,1,1],[3,1,1],[3,2,0],[6,1,0]]
layer_name = ['conv1','pool1','conv2','pool2','conv3','conv4','conv5','pool5','fc6-conv']
imsize = 227

def outFromIn(isz, layernum = 9, net = convnet):
if layernum>len(net): layernum=len(net)

totstride = 1
insize = isz
#for layerparams in net:
for layer in range(layernum):
fsize, stride, pad = net[layer]
outsize = (insize - fsize + 2*pad) / stride + 1
insize = outsize
totstride = totstride * stride
return outsize, totstride

def inFromOut( layernum = 9, net = convnet):
if layernum>len(net): layernum=len(net)
outsize = 1
#for layerparams in net:
for layer in reversed(range(layernum)):
fsize, stride, pad = net[layer]
outsize = ((outsize -1)* stride) + fsize
RFsize = outsize
return RFsize

if __name__ == '__main__':

print "layer output sizes given image = %dx%d" % (imsize, imsize)
for i in range(len(convnet)):
p = outFromIn(imsize,i+1)
rf = inFromOut(i+1)
print "Layer Name = %s, Output size = %3d, Stride = % 3d, RF size = %3d" % (layer_name[i], p[0], p[1], rf)

㈤ 卷積神經網路的學習率怎麼計算出來的

注意：訓練樣本和測試樣本是不一樣的。判斷正確和錯誤，主要是看能不能通過訓練分析機以及是否在誤差內。正確率的得出：對測試樣本進行測試，看看識別出來的有哪些，除以測試樣本的總數即可。

㈥ 常見的深度學習演算法主要有哪些

深度學習常見的3種演算法有：卷積神經網路、循環神經網路、生成對抗網路。
卷積神經網路(Convolutional Neural Networks, CNN)是一類包含卷積計算且具有深度結構的前饋神經網路(Feedforward Neural Networks)，是深度學習的代表演算法之一。
循環神經網路(Recurrent Neural Network, RNN)是一類以序列數據為輸入，在序列的演進方向進行遞歸且所有節點(循環單元)按鏈式連接的遞歸神經網路。
生成對抗網路(GAN, Generative Adversarial Networks )是一種深度學習模型，是最近兩年十分熱門的一種無監督學習演算法。

㈦ 卷積神經網路怎麼計算輸出特徵圖的大小

假設原圖為32*32的，卷積核尺寸為4，步長為2，則輸出的圖像應該是（32-4+2）/2=15，輸出就應該是15*15的圖像