什么是卷积神经网络?

卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)是一种专为处理网格状数据(如图像)设计的深度学习模型。其核心思想是通过卷积层提取局部特征,结合池化层降低维度,最终通过全连接层实现分类或回归。

🎯 关键特性:

  • 局部感受野:自动捕捉图像局部特征
  • 权重共享:减少参数数量,提升效率
  • 空间层次结构:通过多层抽象提取高级特征

CNN核心结构解析

  1. 卷积层
    使用滤波器(kernel)滑动扫描输入数据,生成特征图(feature map)。

    卷积层结构
  2. 池化层
    常见的有最大池化(Max Pooling)和平均池化(Average Pooling),用于降维和增强平移不变性。

    池化操作示意图
  3. 全连接层
    将特征图展平后接入全连接网络,完成最终的分类任务。

    全连接层结构

实战应用案例

  • 🖼️ 图像分类:如MNIST手写数字识别、CIFAR-10物体分类
  • 🎯 目标检测:YOLO、SSD等算法基于CNN实现
  • 🧱 图像分割:U-Net网络用于医学影像分析

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💡 小贴士:理解卷积操作时,可尝试用"卷积核_示意图"关键词查看不同滤波器效果对比。