卷积神经网络(CNN)是深度学习中用于图像识别、自然语言处理等任务的重要模型。本教程将介绍 CNN 的基本架构及其应用。

CNN 架构概述

CNN 的架构通常包含以下几个部分:

  • 卷积层(Convolutional Layer):用于提取图像特征。
  • 池化层(Pooling Layer):用于降低特征图的空间分辨率,减少计算量。
  • 全连接层(Fully Connected Layer):用于分类和回归任务。

卷积层

卷积层是 CNN 的核心部分,通过卷积操作提取图像特征。以下是一个简单的卷积层示例:

  • 输入:一个三维的图像特征图(例如,高度为 28,宽度为 28,通道数为 1)。
  • 卷积核:一个二维的权重矩阵,用于提取局部特征。
  • 步长:卷积核在图像上滑动的步长。
  • 填充:卷积核在图像边缘的填充方式。

池化层

池化层用于降低特征图的空间分辨率,减少计算量。常见的池化方式有最大池化和平均池化。

全连接层

全连接层用于将特征图映射到分类或回归任务的结果。在 CNN 的最后一层通常是一个全连接层,用于分类任务。

实践案例

以下是一个使用 Keras 库构建 CNN 模型的简单例子:

from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Flatten, Dense

model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(28, 28, 1)))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, activation='relu'))
model.add(Dense(10, activation='softmax'))

扩展阅读

想要了解更多关于 CNN 的知识,可以阅读以下教程:

Convolutional Neural Network