剖析手写数字识别器LeNet-5认识卷积网络
关于卷积神经网络(CNN)的文章网上非常多,也有很多大牛们讲得生动形象,令人十分佩服,也给我的学习带来了很大的帮助,但是关于LeNet-5的具体剖析感觉还没有一篇博文讲得很清楚,本着菜鸟服务菜鸟的精神,写一个通过详细介绍LeNet-5手写识别器的过程来认识卷积网络。
CNN的核心思想无非三种:
1、局部感受野:每个神经元感受局部图像区域;
2、权值共享:同一个滤波器下,每个神经元权值参数是一样的;
3、时间或空间亚采样:模糊图像,带来更好的泛化性能。
其实理解CNN的方法有很多种,比如一个Map是28*28,让它去卷积上一层的Map,怎么看呢?可以看作是28*28个神经元走一次(因为“局部感受野”和“权值共享”嘛)。所以,可以把一个Map叫做一个滤波器,也可以把一个神经元叫做滤波器。
下面介绍这次博文的主题,典型的用来识别数字的卷积网络LeNet-5。当年美国大多数银行就是用它来识别支票上面的手写数字的。能够达到这种商用的地步,它的准确性可想而知。上图。
由图知输入的图像是32*32格式的。
第一步,C1层,也就是卷积层的第一层。一共有6个Map,每个Map分辨率是28*28,每个神经元的分辨率则是(32-28+1)*(32-28+1)=5*5,我们可以把这个神经元看作一个滤波器,而这就是局部感受野,因为一个滤波器只感受5*5的风景。又因为权值共享,同Map下所有的神经元感受的特征都是一样的,所以这整个Map都只能算一个滤波器。每个Map算一个滤波器,每个滤波器有(5*5+1)个参数,28*28个神经元是重复被6个滤波器使用的,每个神经元一共有(5*5+1)*6=156个参数,这里要注意一点,这里是6个滤波器卷一个Map,所以有6个偏置。假如6个滤波器卷两个Map呢?还是只有6个偏置,因为被卷的Map不论数量只算一个偏置。一共有156*(28*28)=122304个连接。
第二步,S2层,下采样层,模糊图像,提高泛化性。6个Map,每个Map14*14,size=2*2,卷积层有重叠,而采样层无重叠,所以每个Map=上一层Map分辨率28*28/size 2*2=14*14。采样层参数计算方法和卷积层也不一样,每个滤波器有可训练参数和可训练偏置两个参数,所以一共有2*6=12个参数。而采样层又是特殊的卷积层,只不过是卷积核为2*2(pool size),所以连接数计算方法不变,一共有(2*2+1)*14*14*6=5880个连接。
第三部,C3层,卷积层。16个Map,每个Map有10*10个神经元,每个神经元分辨率为(14-10+1)*(14-10+1)=5*5,前6个Map卷S2中3个相邻Map,接下来6个Map卷S2中4个相邻Map,接下来3个卷S2中4个不相邻Map,最后一个卷S2中所有Map。一共有6*(3*5*5+1)+6*(4*5*5+1)+3*(4*5*5+1)+1*(6*5*5+1)=1516个参数,一共有1516*10*10=151600个连接。
第四层,S4层,下采样层,16个Map,每个Map有5*5个神经元,pool size=2*2。有32个参数,有(2*2+1)*5*5*16=2000个连接。
第五层,C5层,卷积层。有120个Map,每个神经元与S4的16个Map的5*5相连,所以C5的Map为(5-5+1)*(5-5+1)=1*1个神经元。一共有120*(16*5*5+1)=48120个参数,有1*1*48120个连接。
第六层,F6层,全连接层,84个Map,一共有84*121=10164个参数。
数据分析咨询请扫描二维码
CDA数据分析师在中国航信高科技产业园进行了面向测试度量的数据分析培训课程,培训人数近2 ...
2024-05-01CDA数据分析师走进深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司,在迈瑞总部展开了为期两天的培训,本次课程参训人员线上及线下近百人, ...
2024-05-01CDA数据分析师在合肥市对合肥阳光新能源科技有限公司开展了为期8天的企业内训。 合肥阳光新能源科技 ...
2024-05-01CDA数据分析师走进海尔大学,进行了《数据治理与数据中台建设的道与术》专题培训,培训现场爆满,近百人参加了此次培训。 ...
2024-05-01在中国银行苏州分行培训中心开始数据分析师培训,此次培训课程共10天内容,包括Excel、MySQL、概率论与数理统计、SPSS等内容, ...
2024-05-01从实际的业务需求出发,结合行业的典型应用特点,围绕实际的商业问题,探讨数据挖掘、机器学习模型在金融领域的应用,包括获客、信用评分、细分画像、交叉销售、反欺诈、违规识别、时序预测、运筹优化、流程挖掘九个方面,形成 ...
2024-05-01本次培训课程为线上+线下的模式,由于学员编程能力不一、部分学员没有编程基础,故提供统计学、python基 ...
2024-05-01华夏银行信用卡中心-机器学习培训 1、课程亮点 取材于业界一流企业和顶级咨询公司的行业实践;已经被证明是人人 ...
2024-05-01主 题:数据中台建设及数据分析应用主题分享 1. 数据中台市场洞察 2. 主流数据中台产品比较 3. 某企业数据中 ...
2024-05-01围绕“数据驱动”战略,全力打造我行 300 人数字化人才梯队,着力培养数字化管理人才、大数据专业团队 ...
2024-05-01在当今数据驱动的商业环境中,数据分析成为了企业决策的重要依据。通过对大量数据的收集、处理和分析,企业能够更好地理解市场 ...
2024-04-29在人工智能(AI)的世界里,提示词(Prompt)是一种强大的工具,它能够引导AI按照用户的需求产生特定的输出。本文将深入探讨AI ...
2024-04-29CDA立足未来职场,拓展前沿视野——对外经贸大学保险学院举办“三全育人大讲堂”分享行业最新动态。 ...
2024-04-294月2日,CDA数据分析师创始发起人兼协会理事长赵坚毅博士受邀在浙江万里学院举办了一场以“数字化能力在职场中的作用” ...
2024-04-29随机森林(Random Forests)现在机器学习中比较火的一个算法,是一种基于Bagging的集成学习方法,能够很好地处理分类和回归的问 ...
2022-12-23方差分析是数据分析中常用的一种统计分析方法,接下来让我们简单了解一下方差分析的基本思想和原理吧。 方差分析(Analysis ...
2022-12-23来源:关于数据分析与可视化 关于streamlit-aggrid 数据排序 表格样式的调整 数据 ...
2022-08-03作者:麦叔 定义 「把上面晦涩的概念汇成一句话就是:」 ❝ 回调函数就是一个被作为参 ...
2022-08-03现今,高学历人群日益增多,物以稀为贵的高学历光环淡去。无论本科生还是研究生,甚至博士生,求职竞争力都大不如前,就业压力越来越大。
2022-06-01某家企业10个人面试,有9个本科生……如何脱颖而出,除得体的举止和良好的沟通力外,证书成重要筹码,这也是很多人考证的关键所在。
2022-04-14