知识普及：卷积神经网络模型是怎样工作的？可以做些什么？
在走进深度学习的过程中，最吸引作者的是一些用于给对象分类的模型。最新的科研结果表示，这类模型已经可以在实时视频中对多个对象进行检测。而这就要归功于计算机视觉领域最新的技术革新。
众所周知，在过去的几年里，卷积神经网络（cnn或convnet）在深度学习领域取得了许多重大突破，但对于大多数人而言，这个描述是相当不直观的。因此，要了解模型取得了怎样大的突破，我们应该先了解卷积神经网络是怎样工作的。
卷积神经网络可以做些什么？
卷积神经网络用于在图像中寻找特征。在cnn的前几层中，神经网络可以进行简单的“线条”和“角”的识别。我们也可以通过神经网络向下传递进而识别更复杂的特征。这个属性使得cnn能够很好地识别图像中的对象。
卷积神经网络
cnn是一个包含各种层的神经网络，其中一些层是卷积层、池化层、激活函数。
卷积层是如何工作的？
要了解cnn如何工作，你需要了解卷积。卷积涉及浏览图像和应用滤波器等具体内容。
上图是一个5x5的矩阵。现在，你另外选取一个3x3矩阵，然后移动到图像上，将3x3矩阵与被覆盖的图像部分相乘以生成单个值。紧接着，3x3矩阵向右和向下移动以“覆盖”整个图像。最后，我们将获得如上所示的内容。
卷积层的目标是过滤。滤波器是由矢量的权重堆叠乘以卷积输出的值来表示的。当训练图像时，这些权重会发生变化，也就是说当进行图像评估时，它会通过它捕捉到的一些特征来预测出图像的内容。
池化层
卷积层之后的层主要是cnn架构中的池化层。它将输入的图像分割为一组不重叠的矩形，并且对于每个子区域都输出一个值。
两个主要的池化层是最大池和平均池。
最大池 - 输出子区域的最大值。
平均池 - 输出子区域的平均值。
池化层用于减少空间维度而不是深度。
减少空间维度的主要优点是：
• 通过减少空间信息，可以优化计算性能。
• 通过减少空间信息意味着你可以使用较少的参数来训练模型，从而减少过度拟合的可能性。
• 获得一些固定的值。
激活函数
激活函数的工作方式与其他神经网络完全相同，该函数的主要左右是将值压缩到一个特定的范围内。一些常用的激活函数是：
最常用的激活函数是relu激活函数。它需要输入‘x’并判断‘x’是否为正，如果不为正则返回0。使用relu函数的原因是因为它的执行成本很低。
上图是卷积层的一般表示。我们通过池化层进行了卷积和relu函数。这些层彼此堆叠。
虽然定义和训练深度神经网络（dnn）比以往任何时候都容易，但大多数人还是会陷入误区。
为此目的，我们使用可视化来理解cnn模型中的各种层。
使用keras实现可视化
在这部分我们将尝试使用keras实现可视化。我们将使用keras可视化输入，最大限度地激活vgg16体系结构的不同层中的滤波器，并对imagenet进行训练。
首先，让我们从在keras中定义vgg16模型开始：
请注意，我们只进入最后一个卷积层。原因是添加完全连接的层会强制你使用模型的固定输入大小（224x224，原始imagenet格式）。 通过保留卷积模块，我们的模型可以适应任意输入大小。
该模型加载了一组预先在imagenet上训练过的权重。
现在让我们定义一个损失函数，它将促进特定层（layer_name）中的特定滤波器（filter_index）的激活。我们通过keras后端函数执行此操作，该函数支持我们的代码在tensorflow和theano之上运行。
一切都很简单。这里唯一的技巧是规范输入图像的像素梯度，以确保梯度上升足够平滑。
现在我们可以使用我们定义的keras函数在输入空间中进行梯度上升：
使用tensorflow在cpu上执行此操作需要几秒钟。
然后我们可以提取并显示生成的输入：
结果：
第一层基本上只是编码方向和颜色。然后将这些方向和滤波器组合成基本网格和斑点纹理。这些纹理逐渐组合成越来越复杂的图案。
你可以将每层中的滤波器视为矢量的基础，它通常是完整的，可用于以紧凑的方式将输入层进行编码。当滤波器开始整合来自越来越大的空间范围的信息时，滤波器会变得更加复杂。
以下是从不同层生成的要素图的图片：
第1层主要生成水平、垂直和对角线。主要用于检测图像中的边缘。 第2层将尝试提供更多的信息。它主要检测角落。第3层我们开始可以检测到一些复杂的图案，如眼睛、脸等。我们可以假设这个特征图是从训练过的人脸检测模型中获得的。在第4层，它可以在面部的更复杂部分（例如眼睛）。
在第5层中，你可以使用要素图生成人的具体面孔、汽车轮胎、动物的面孔等。此要素图包含有关图像中的大多数信息。
数字信号处理技术的优点分析
硕盟type c六合一拓展坞的相关功能说明
如何正确打开ChatGPT？小心它的胡言乱语！
最佳实践：IDC双专线静态路由冗余上云方案
DevEco Studio 3.1差异化构建打包，提升多版本应用开发效率
知识普及：卷积神经网络模型是怎样工作的？可以做些什么？
英国伦敦地铁计划到2020年中期开始覆盖4G网络
尘埃粒子计数器的常见问题和如何净化
怎么选择rj45连接器
三星电子欲加入欧洲 5G 竞赛，以填补华为空白
SK海力士：内存芯片的需求旺盛，营业利润增长近两倍
细长管道内径测量方案的简介
大功率弧焊逆变电源的IGBT保护技术
全球十大模拟IC厂商出炉，TI继续占领首位
专访邦盛科技CEO王新宇：实时智能决策驱动“热数据” 价值绽放 | 爱分析访谈
展现太阳能整合实力 友达参展意大利 SolarExpo 太阳
手持atp荧光检测仪的应用、特性及参数
谈谈八种常见的电源管理芯片
浅析弹性公网IP付费模式和短时升配功能介绍
电路原理图的概念和作用,怎么去分析?
众所周知，在过去的几年里，卷积神经网络（cnn或convnet）在深度学习领域取得了许多重大突破，但对于大多数人而言，这个描述是相当不直观的。因此，要了解模型取得了怎样大的突破，我们应该先了解卷积神经网络是怎样工作的。
卷积神经网络可以做些什么？
卷积神经网络用于在图像中寻找特征。在cnn的前几层中，神经网络可以进行简单的“线条”和“角”的识别。我们也可以通过神经网络向下传递进而识别更复杂的特征。这个属性使得cnn能够很好地识别图像中的对象。
卷积神经网络
cnn是一个包含各种层的神经网络，其中一些层是卷积层、池化层、激活函数。
卷积层是如何工作的？
要了解cnn如何工作，你需要了解卷积。卷积涉及浏览图像和应用滤波器等具体内容。
上图是一个5x5的矩阵。现在，你另外选取一个3x3矩阵，然后移动到图像上，将3x3矩阵与被覆盖的图像部分相乘以生成单个值。紧接着，3x3矩阵向右和向下移动以“覆盖”整个图像。最后，我们将获得如上所示的内容。
卷积层的目标是过滤。滤波器是由矢量的权重堆叠乘以卷积输出的值来表示的。当训练图像时，这些权重会发生变化，也就是说当进行图像评估时，它会通过它捕捉到的一些特征来预测出图像的内容。
池化层
卷积层之后的层主要是cnn架构中的池化层。它将输入的图像分割为一组不重叠的矩形，并且对于每个子区域都输出一个值。
两个主要的池化层是最大池和平均池。
最大池 - 输出子区域的最大值。
平均池 - 输出子区域的平均值。
池化层用于减少空间维度而不是深度。
减少空间维度的主要优点是：
• 通过减少空间信息，可以优化计算性能。
• 通过减少空间信息意味着你可以使用较少的参数来训练模型，从而减少过度拟合的可能性。
• 获得一些固定的值。
激活函数
激活函数的工作方式与其他神经网络完全相同，该函数的主要左右是将值压缩到一个特定的范围内。一些常用的激活函数是：
最常用的激活函数是relu激活函数。它需要输入‘x’并判断‘x’是否为正，如果不为正则返回0。使用relu函数的原因是因为它的执行成本很低。
上图是卷积层的一般表示。我们通过池化层进行了卷积和relu函数。这些层彼此堆叠。
虽然定义和训练深度神经网络（dnn）比以往任何时候都容易，但大多数人还是会陷入误区。
为此目的，我们使用可视化来理解cnn模型中的各种层。
使用keras实现可视化
在这部分我们将尝试使用keras实现可视化。我们将使用keras可视化输入，最大限度地激活vgg16体系结构的不同层中的滤波器，并对imagenet进行训练。
首先，让我们从在keras中定义vgg16模型开始：
请注意，我们只进入最后一个卷积层。原因是添加完全连接的层会强制你使用模型的固定输入大小（224x224，原始imagenet格式）。 通过保留卷积模块，我们的模型可以适应任意输入大小。
该模型加载了一组预先在imagenet上训练过的权重。
现在让我们定义一个损失函数，它将促进特定层（layer_name）中的特定滤波器（filter_index）的激活。我们通过keras后端函数执行此操作，该函数支持我们的代码在tensorflow和theano之上运行。
一切都很简单。这里唯一的技巧是规范输入图像的像素梯度，以确保梯度上升足够平滑。
现在我们可以使用我们定义的keras函数在输入空间中进行梯度上升：
使用tensorflow在cpu上执行此操作需要几秒钟。
然后我们可以提取并显示生成的输入：
结果：
第一层基本上只是编码方向和颜色。然后将这些方向和滤波器组合成基本网格和斑点纹理。这些纹理逐渐组合成越来越复杂的图案。
你可以将每层中的滤波器视为矢量的基础，它通常是完整的，可用于以紧凑的方式将输入层进行编码。当滤波器开始整合来自越来越大的空间范围的信息时，滤波器会变得更加复杂。
以下是从不同层生成的要素图的图片：
第1层主要生成水平、垂直和对角线。主要用于检测图像中的边缘。 第2层将尝试提供更多的信息。它主要检测角落。第3层我们开始可以检测到一些复杂的图案，如眼睛、脸等。我们可以假设这个特征图是从训练过的人脸检测模型中获得的。在第4层，它可以在面部的更复杂部分（例如眼睛）。
在第5层中，你可以使用要素图生成人的具体面孔、汽车轮胎、动物的面孔等。此要素图包含有关图像中的大多数信息。
数字信号处理技术的优点分析
硕盟type c六合一拓展坞的相关功能说明
如何正确打开ChatGPT？小心它的胡言乱语！
最佳实践：IDC双专线静态路由冗余上云方案
DevEco Studio 3.1差异化构建打包，提升多版本应用开发效率
知识普及：卷积神经网络模型是怎样工作的？可以做些什么？
英国伦敦地铁计划到2020年中期开始覆盖4G网络
尘埃粒子计数器的常见问题和如何净化
怎么选择rj45连接器
三星电子欲加入欧洲 5G 竞赛，以填补华为空白
SK海力士：内存芯片的需求旺盛，营业利润增长近两倍
细长管道内径测量方案的简介
大功率弧焊逆变电源的IGBT保护技术
全球十大模拟IC厂商出炉，TI继续占领首位
专访邦盛科技CEO王新宇：实时智能决策驱动“热数据” 价值绽放 | 爱分析访谈
展现太阳能整合实力 友达参展意大利 SolarExpo 太阳
手持atp荧光检测仪的应用、特性及参数
谈谈八种常见的电源管理芯片
浅析弹性公网IP付费模式和短时升配功能介绍
电路原理图的概念和作用,怎么去分析?