卷積神經網路

2021-10-03 09:51:01 字數 2769 閱讀 7198

1.1 四層全連線網路如下:

網路參數量的計算:

輸入為n個節點,輸出為m個節點。每個連線具有乙個權重w(n*m個權重),且要加上乙個常量b(m個)。因此一層的總參數量為n*m+m。

構建模型程式如下:

import tensorflow as tf

from tensorflow import keras

from tensorflow.keras import layers,sequential,losses,optimizers,datasets

#......# 此處插入記憶體按需分配**

# 建立 4 層全連線網路

model = keras.sequential([

layers.dense(256, activation='relu'),

layers.dense(256, activation='relu'),

layers.dense(256, activation='relu'),

layers.dense(10),

])# build 模型,並列印模型資訊

model.build(input_shape=(4, 784))

model.summary()

將tensorflow 的視訊記憶體使用方式設定為按需分配 :

該部分**需要插入上述**的建模前面!!!

# 將tensorflow 的視訊記憶體使用方式設定為按需分配

gpus = tf.config.experimental.list_physical_devices('gpu')

if gpus:

try:

# 設定 gpu 視訊記憶體占用為按需分配

for gpu in gpus:

tf.config.experimental.set_memory_growth(gpu, true)

logical_gpus = tf.config.experimental.list_logical_devices('gpu')

print(len(gpus), "physical gpus,", len(logical_gpus), "logical gpus")

except runtimeerror as e:

# 異常處理

print(e)

執行結果如下: 

1.2 區域性相關性

全連線示意圖如下:

這種全連線方式無疑增大了就算計記憶體的使用,深度學習無法向更深層次進行下去。

區域性連線方式:

原理就是僅對一定歐氏距離範圍內的節點進行連線。如下式:

1.3權值共享

如下圖所示,在計算左上角位置的輸出畫素時,使用下式權值引數與對應感受野內部的畫素相乘累加,作為左上角畫素的輸出值。在計算右下方感受野區域時,共享權值引數 w,即使用相同的權值引數 w 相乘累加,得到右下角畫素的輸出值,此時網路層的參數量只有 3*3=9 個,且與輸入、輸出節點數無關。

上述這種區域性連線、權值共享的網路其實就是卷積神經網路

數學角度分析卷積神經網路:

1.4 卷積

2d離散卷積運算可以用下面幾幅圖形象的描述:

[f*g](-1,-1)=2*5+3*-1+5*0+0*-1=7,將卷積核函式圖向左和向上平移一格如下圖所示: 

最終結果如下圖所示:

至此成功完成乙個與卷積核的卷積運算,得到乙個新的。 在深度學習中,權值函式g(m,n)稱為卷積核(kernel)。正是基於卷積運算,卷積神經網路才能如此得名。

1.5 卷積神經網路

單通道輸入,單卷積核:

對應元素相乘再相加放入對應位置,這裡要注意起始紅色框位置的移動,作為特徵值得輸入位置。卷積核矩陣的移動不超過有效畫素矩陣的邊界邊界。

最終結果如下所示: 

結論:卷積運算的輸出矩陣大小由卷積核的大小 k,輸入 x 的高寬 h/w,移動步長s,是否填充等因素決定。

神經網路 卷積神經網路

這篇卷積神經網路是前面介紹的多層神經網路的進一步深入,它將深度學習的思想引入到了神經網路當中,通過卷積運算來由淺入深的提取影象的不同層次的特徵,而利用神經網路的訓練過程讓整個網路自動調節卷積核的引數,從而無監督的產生了最適合的分類特徵。這個概括可能有點抽象,我盡量在下面描述細緻一些,但如果要更深入了...

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一 前言 最近一直在研究深度學習,聯想起之前所學,感嘆數學是一門樸素而神奇的科學。f g m1 m2 r 萬有引力描述了宇宙星河運轉的規律,e mc 描述了恆星發光的奧秘,v h d哈勃定律描述了宇宙膨脹的奧秘,自然界的大部分現象和規律都可以用數學函式來描述,也就是可以求得乙個函式。神經網路 簡單又...