卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)是深度学习中用于处理网格状数据(如图像、视频)的高效模型。其核心思想通过局部感知、权值共享和池化操作提取数据特征,广泛应用于图像识别、目标检测等领域。

1. CNN 的基本组成

  • 卷积层(Convolutional Layer)
    通过滤波器(Filter)滑动扫描输入数据,提取局部特征。

    卷积层结构
  • 激活函数(Activation Function)
    常用 ReLU(Rectified Linear Unit)引入非线性,增强模型表达能力。

    ReLU激活函数曲线
  • 池化层(Pooling Layer)
    通过最大值池化(Max Pooling)或平均池化降低数据维度,提升鲁棒性。

    池化层示意图
  • 全连接层(Fully Connected Layer)
    将提取的特征映射为最终输出(如分类标签)。

    全连接层流程

2. 工作原理

  1. 特征提取:卷积层逐层堆叠,从原始数据中学习抽象特征。
  2. 降维与泛化:池化层压缩空间尺寸,减少计算量。
  3. 分类决策:全连接层整合全局信息,输出预测结果。

3. 应用场景

  • 图像识别:如人脸识别、物体检测(可查看 [/目标检测技术])
  • 医学影像分析:辅助疾病诊断
  • 自然语言处理:通过一维卷积处理文本数据

4. 扩展阅读

想深入了解 CNN 的数学基础?可前往 [/深度学习基础] 了解更多关于激活函数、损失函数等核心概念。

图像识别应用案例