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卷积神经网络视作泛函拟合

原创:这篇文章首发于我的知乎,知乎ID是akkaze-邓安坤 我们知道一般的神经网络几乎能够拟合任意有界函数,万能逼近定理告诉我们如果函数的定义域和值域都是有界的,那么一定存在一个三层神经网络几乎处处逼近...但是如果我们回到卷积神经网络,我们会发现我们的输入是一个有界信号(准确的说是满足一定分布的一族有界信号),输出也是一个有界信号,我们需要拟合的是函数族到函数族的一个变换,即存在有界函数和有界函数,其中...直接用一个卷积不明智,我们也不知道如何去拟合它,但是我们可以用一系列卷积拟合泛函变换, 平移不变性依然存在,但是尺度不变性没有了,但是如果非线性函数其实是分段线性函数,例如ReLU,其实尺度不变性依然能保留下来...考虑到如果从数学上去拟合,我们需要一组基底函数,我们希望都是在某一个函数空间里,并且可以用该空间的基底函数展开如下,只考虑一分量的,多分量的类似 展开类似于线性加权,而这类似于可分离卷积神经网络,设计成这样是参考了论文...高斯小波基 构造这样一个卷积神经网络,这里的卷积神经网络没有任何下采样,采用和我的另一篇文章相似的架构,并在cifar100上训练(冻结所有的depthwise),结果如下, ? 预测精度 ?

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深度学习(6)——卷积神经网络cnn层级结构CNN特点卷积神经网络-参数初始化卷积神经网络拟合解决办法

(cov) xrot = np.dot(x, u) 计 算 pca x = np.dot(x, u[:, :2]) 白 化 x = xrot / np.sqrt(s + 1e-5) 实际上在卷积神经网络中...使用池化 层可以压缩数据和参数的量,减小过拟合。 ?...(共享参数),对高维数据的处理没有压力 无需选择特征属性,只要训练好权重,即可得到特征值 深层次的网络抽取图像信息比较丰富,表达效果好 缺点 需要参,需要大量样本,训练迭代次数比较多,最好使用...GPU训练 物理含义不明确,从每层输出中很难看出含义来 卷积神经网络-参数初始化 在卷积神经网络中,可以看到神经元之间的连接是通过权重w以及偏置b实现的。...偏置项的初始化 一般直接设置为0,在存在ReLU激活函数的网络中,也可以考虑设置为一个很小的数字 卷积神经网络拟合解决办法 当层次增加或者神经元数目增加的时候非常容易出现过拟合 Regularization

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【深度学习篇】--神经网络中的优二,防止过拟合

一、前述 上一篇讲述了神经网络中的优实现,本文继续讲解。...二、L1,L2正则防止过拟合  使用L1和L2正则去限制神经网络连接的weights权重,限制更小 1、对于一层时可以定义如下: 一种方式去使用TensorFlow做正则是加合适的正则项到损失函数,当一层的时候...上面的代码神经网络有两个隐藏层,一个输出层,同时在图里创建节点给每一层的权重去计算L1正则损失,TensorFlow自动添加这些节点到一个特殊的包含所有正则化损失的集合。...三、Dropout防止过拟合 1、原理 在深度学习中,最流行的正则化技术,它被证明非常成功,即使在顶尖水准的神经网络中也可以带来1%到2%的准确度提升,这可能乍听起来不是特别多,但是如果模型已经有了95%...也有很多时候会用于多分类,需要把输出层的激活函数改成共享的softmax函数,输出变成用于评估属于哪个类别的概率值 五、数据增大 1、原理 从现有的数据产生一些新的训练样本,人工增大训练集,这将减少过拟合

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卷积神经网络卷积层_卷积神经网络详解

+batch normalization+relu,最常提到的BN融合指的是conv+bn通过计算公式将bn的参数融入到weight中,并生成一个bias; 上图详细描述了BN层计算原理以及如何融合卷积层和...Bn层,那么一般设置bias为0,因为bias会在下一层BN归一化时减去均值消掉,徒增计算,这也是为什么我们看到很多时候卷积层设置bias,有时候又不设置。...这里手动计算模型2的卷积过程,然后和模型2输出进行对比。...卷积原理如图 模型2有8个卷积核,每个kernel尺度为(3,3,3)对应待卷积特征图(C,H,W),因为pad=1,stride=1,卷积之后输出特征图尺度为(1,8,64,64),首先对输出进行填充...合并Conv和BN层 在开头图中详细说明了如何合并卷积和BN层,这里把模型1的两层合并为一层,也就是模型3.

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非对称卷积增强CNN特征拟合

https://arxiv.org/pdf/1905.10089.pdf 代码链接:https://github.com/anheidelonghu/ACNet 提出原因 1、在指定的应用环境中设计合适的卷积神经网络...主要贡献 使用非对称卷积来显式地增强标准正方形的卷积核的表征能力,非对称卷积可以融合到正方形卷积核中,而不需要额外的推理时间计算。 将ACB作为一个新颖的CNN结构构建模块。...可以通过简单地用ACB替换成熟架构中每一个正方形卷积核的卷积层来构建ACNet,而不需要引入任何超参数,这样它可以与CNN架构设计文献中的众多进展相结合。...网络结构 如下图所示,在训练阶段使用3x3、1x3、3x1的卷积核对feature map进行卷积操作,然后对结果concat,如下左图所示。...训练完成后,在推理阶段,将3x3、1x3、3x1三类卷积核参数进行融合叠加,如下右图所示,然后对特征图进行卷积运算,这种方式和3x3卷积操作运算次数相同,不会降低计算速度。 ?

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模型评估、过拟合拟合以及超参数优方法

如何应对可能的过拟合和欠拟合问题,还有超参数的优,如何更好更快找到最优的参数呢? 本文会一一介绍上述的问题和解决方法。 ---- 2....一般可以通过挑战模型的容量来缓解过拟合和欠拟合问题。模型的容量是指其拟合各种函数的能力。 容量低的模型容易发生欠拟合,模型拟合能力太弱。 容量高的模型容易发生过拟合,模型拟合能力太强。...一般解决过拟合的方法有: 简化模型,这包括了采用简单点的模型、减少特征数量,比如神经网络中减少网络层数或者权重参数,决策树模型中降低树的深度、采用剪枝等; 增加训练数据,采用数据增强的方法,比如人工合成训练数据等...超参数优 超参数优是一件非常头疼的事情,很多时候都需要一些先验知识来选择合理的参数值,但如果没有这部分先验知识,要找到最优的参数值是很困难,非常耗费时间和精力。...但超参数优确实又可以让模型性能变得更加的好。 在选择超参数优算法前,需要明确以下几个要素: 目标函数。算法需要最大化/最小化的目标; 搜索范围。

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卷积神经网络图解_卷积神经网络分类

今天说一说卷积神经网络图解_卷积神经网络分类,希望能够帮助大家进步!!!...文章目录 卷积卷积的优点——参数共享和稀疏连接 池化层——无需学习参数 卷积神经网络案例 梯度下降 经典的神经网络 残差网络 1x1卷积 (Network in Network and 1x1 Convolutions...池化层——无需学习参数 卷积神经网络案例 梯度下降 经典的神经网络 LeNet-5 ,AlexNet, VGG, ResNet, Inception 疑问: 请教下为什么随着网络的加深,图像的高度和宽度都在以一定的规律不断缩小...注意这并不是过拟合,因为在过拟合中训练loss是一直减小的。...神经网络应用 分类定位 目标点检测 滑动窗口的卷积实现 为什么要将全连接层转化成卷积层?有什么好处?

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卷积神经网络

type=2&id=369265&auto=1&height=66"> 卷积神经网络 卷积神经网络,它们也被称作CNNs或着ConvNets,是深层神经网络领域的主力。...下图为卷积神经网络流程图:(这里看不懂没关系) 为了帮助指导你理解卷积神经网络,我们讲采用一个非常简化的例子:确定一幅图像是包含有"X"还是"O"?...这个我们用来匹配的过程就被称为卷积操作,这也就是卷积神经网络名字的由来。 这个卷积操作背后的数学知识其实非常的简单。...具体过程如下: 对于中间部分,也是一样的操作: 为了完成我们的卷积,我们不断地重复着上述过程,将feature和图中每一块进行卷积操作。...以上为卷积神经网络的基本算法思想。

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卷积神经网络

卷积神经网络 前言 卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)是一种神经网络模型,是深度学习的代表算法之一。...卷积神经网络的结构 卷积神经网络通常包含:输入层、卷积层、池化层、全连接层和输出层,如图 1 所示。...除此之外,池化层也可以在一定程度上降低过拟合的风险,改善网络的性能。图 4 是一个 2×2 的最大池化层,步长为 2。通过在窗口内选取最大值对特征图进行降维,减少数据量。...对于一个图像任务,如果使用神经网络直接进行特征提取,这时的开销往往是巨大的,特别是对于较大的输入图像来说,可能达到亿万个参数,过拟合的风险难以避免,另外巨大的内存需求也难以接受。...但对于卷积神经网络来说,由于卷积核的存在,每一次卷积操作只需要卷积核的一组参数即可。参数共享的机制,很好的解决了神经网络参数过多的问题,可以有效避免过拟合

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卷积神经网络

卷积神经网络 详解 卷积神经网络沿用了普通的神经元网络即多层感知器的结构,是一个前馈网络。以应用于图像领域的CNN为例,大体结构如图。...卷积层 特征提取层(C层) - 特征映射层(S层)。将上一层的输出图像与本层卷积核(权重参数w)加权值,加偏置,通过一个Sigmoid函数得到各个C层,然后下采样subsampling得到各个S层。...CNN三大核心思想 卷积神经网络CNN的出现是为了解决MLP多层感知器全连接和梯度发散的问题。...权值共享 不同的图像或者同一张图像共用一个卷积核,减少重复的卷积核。同一张图像当中可能会出现相同的特征,共享卷积核能够进一步减少权值参数。 池化 这些统计特征能够有更低的维度,减少计算量。...不容易过拟合,当参数过多的时候很容易造成过度拟合。 缩小图像的规模,提升计算速度。

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卷积神经网络

概述 神经网络(neual networks)是人工智能研究领域的一部分,当前最流行的神经网络是深度卷积神经网络(deep convolutional neural networks, CNNs),...目前提到CNNs和卷积神经网络,学术界和工业界不再进行特意区分,一般都指深层结构的卷积神经网络,层数从”几层“到”几十上百“不定。...卷积神经网络的特点 局部连接:卷积层输出矩阵上的某个位置只与部分输入矩阵有关,而不是全部的输入矩阵。...共享卷积层 filter 的参数还可以巨幅减少神经网络上的参数。  ...卷积层的参数要远远小于同等情况下的全连接层。而且卷积层参数的个数和输入图片的大小无关,这使得卷积神经网络可以很好地扩展到更大的图像数据上。

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卷积神经网络

一个卷积神经网络,或CNN的简称,是一种类型的分类,在解决这个问题,其过人之处! CNN是神经网络:一种用于识别数据模式的算法。...卷积神经网络概述 如果您以前学习过神经网络,那么您可能会觉得这些术语很熟悉。 那么,什么使CNN与众不同?...image.png 卷积神经网络原理解析 卷积神经网络-输入层 输入层在做什么呢? 输入层(最左边的层)代表输入到CNN中的图像。...卷积神经网络-卷积层 image.png 卷积神经网络-池化的运算 这些内核的大小是由网络体系结构的设计人员指定的超参数。...通过丢弃这么多值,Tiny VGG的计算效率更高,并且避免了过拟合卷积神经网络-全连接层 l该层将网络中的三维层转换为一维向量,以适合全连接层的输入以进行分类。

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卷积神经网络

卷积神经网络 卷积是指将卷积核应用到某个张量的所有点上,通过将 卷积核在输入的张量上滑动而生成经过滤波处理的张量。 介绍的目标识别与分类,就是在前面问题的基础 上进行扩展,实现对于图像等分类和识别。...实现对图像的高准确率识别离不开一种叫做卷积神经网络的深度学习 技术 卷积神经网络主要应用于计算机视觉相关任务,但它能处理的任务并 不局限于图像,其实语音识别也是可以使用卷积神经网络。...简单来说,卷积层是用来对输入层进行卷积,提取更高层次的特征。 ?...在这里插入图片描述 卷积层 三个参数 ksize 卷积核的大小 strides 卷积核移动的跨度 padding 边缘填充 对于图像:使用layers.Conv2D() 具体参数 layers.Conv2D...全连通层 这个层就是一个常规的神经网络,它的作用是对经过多次卷积层和多次池化层所得出来的高级特征进行全连接(全连接就是常规神经网络的性质),算出最后的预测值。

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卷积神经网络卷积操作

深度学习是一个目前非常火热的机器学习分支,而卷积神经网络(CNN)就是深度学习的一个代表性算法。...那么为什么卷积神经网络在图片任务上表现这么好呢?一大原因就是其中的卷积操作。那么什么是卷积操作呢? 卷积这一概念来源于物理领域,但在图像领域又有所不同。...而且在卷积神经网络中,卷积核是算法从数据中学习出来的,因此具有很大的自由度,不再需要人工的设计图像算子,因此CNN算法相当强大。...其次,卷积操作大大地降低了参数数量,从而可以避免过拟合问题。在神经网络中,待学习的参数往往数量十分庞大,因此十分容易就“记住”了训练数据,而在测试数据上表现很差,也就是说,发生了过拟合。...而卷积操作中,只需要学习卷积核,而卷积核往往很小(通常在5*5以内),因此参数的数量也很小,这就可以有效的避免过拟合。 三维卷积 以上是针对单张图片的卷积操作,那么对于视频,又该如何进行卷积呢?

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一维卷积神经网络案例_matlab 卷积神经网络

基于一维卷积神经网络对机械振动信号进行分类并加以预测 *使用一维卷积神经网络训练振动信号进行二分类 2020年7月16日,一学期没等到开学,然而又放假了。...总览CSDN中大多数卷积神经网络都是对二维图片进行分类的,而图片也都是常见的猫狗分类,minst手写数字分类。一维卷积神经网络的使用非常少见,有也是IDMB情感分类,和鸢尾花分类的。...这里说明为什么上面将长度为192的代码分成三个长度为64的在重整成一个三维矩阵加载进第一个卷积层: 在鸢尾花分类的时候是有三大个明显特征的,这里用长、宽、高代替,因为原本是什么,本人记不清楚了,懒得去查...那么问题来了,这是在训练振动信号不用将192长的信号再分成三段了,于是本人将代码进行改变,将原本reshape部分删除,将第一个卷积层的输入改成1维,中间过程不堪入目,终于两天后我放弃了,总是维度有问题...,就是无法将(175,192)的数据输入到(1,192)的卷积层中,然后又将(175,192)的信号曾了个维度还是不行,在此希望成功的小伙伴在下面评论一下,或者把代码发本人邮箱983401858@qq.com

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卷积神经网络

卷积神经网络 0.说在前面1.卷积神经网络1.1 卷积层1.2 汇聚层1.3 全连接层2.卷积层实现2.1 前向传播2.2 反向传播3.汇聚层3.1 前向传播3.2 反向传播4.组合层5.三层卷积神经网络...7.2 前向传播7.3 反向传播8.作者的话 0.说在前面 今天来个比较嗨皮的,那就是大家经常听到的卷积神经网络,也就是Convolutional Neural Networks,简称CNNs!...1.卷积神经网络 为了更好的理解后面的代码实现部分,这里再次回顾一下卷积神经网络的构成,主要由三种类型的层来构成:卷积层,汇聚层和全连接层!...1.1 卷积层 为了更好的理解卷积神经网络,这里给出一张图: ?...5.三层卷积神经网络 5.1 架构 首先来了解一下三层卷积神经网络的架构: conv - relu - 2x2 max pool - affine - relu - affine - softmax 5.2

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卷积神经网络

目标 本教程的目标是构建用于识别图像的相对较小的卷积神经网络(CNN)。在此过程中,本教程: 重点介绍网络架构,培训和评估的规范组织。 提供一个用于构建更大和更复杂的模型的模板。...教程亮点 CIFAR-10教程演示了在TensorFlow中设计更大和更复杂的模型的几个重要结构: 核心数学组件包括卷积 (wiki), 纠正线性激活 (wiki), 最大池 (wiki)和本地响应规范化...模型架构 CIFAR-10教程中的模型是由交替卷积和非线性组成的多层架构。这些层之后是通向softmax分类器的完全连接的层。...该模型的一部分组织如下: 图层名称 描述 conv1 卷积和纠正线性激活。 pool1 最大池。 norm1 本地响应规范化。 conv2 卷积和纠正线性激活。 norm2 本地响应规范化。

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卷积神经网络(CNN)与深度卷积神经网络(DCNN)

目录 一、CNN与DCNN 二、基于pytorch的实现 1.LeNet-5 2.AlexNet ---- 一、CNN与DCNN 卷积神经网络,如:LeNet 深度卷积神经网络,如:AlexNet AlexNet...是第一个现代深度卷积网络模型,首次使用了许多现代深度卷积网络的技术方法,比如,采用ReLu作为非线性激活函数,使用Dropout防止过拟合,是用数据增强提高模型准确率,使用GPU进行并行训练等。...AlexNet与LeNet结构类似,但使用了更多的卷积层和更大的参数空间来拟合大规模数据集ImageNet。 卷积神经网络就是含卷积层的网络。AlexNet是浅层神经网络和深度神经网络的分界线。...(选自书《动手学深度学习》、《神经网络与深度学习》) 二、基于pytorch的实现 参考卷积神经网络之 – Lenet LeNet、AlexNet模型实现(pytorch) 1.LeNet-5:...来自《神经网络与深度学习》 Input -> conv1 (6) -> pool1 -> conv2 (16) -> pool2 -> fc3 (120) -> fc4 (84) -> fc5 (

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fcn全卷积神经网络搭建_区域卷积神经网络

可通过双线性插值(Bilinear)实现上采样,且双线性插值易于通过固定卷积核的转置卷积(transposed convolution)实现,转置卷积即为反卷积(deconvolution)。...4.3 答疑 为什么说如果一个神经网络里面只有卷积层,那么输入的图像大小是可以任意的。但是如果神经网络里不仅仅只有卷积层,还有全连接层,那么输入的图像的大小必须是固定的?...图像进行卷积时,因为每一个卷积核中的权值都是共享的,因此无论输入图像的尺寸多大,都可以按步长滑动做卷积,不同之处在于经过卷积运算,不同大小的输入图片所提取出的卷积特征的大小是不同的。...在含有全连接层的神经网络中,假设输入的图像大小一样,那经过卷积得到特征的尺寸也都是相同的。...【参考】 图像分割:全卷积神经网络(FCN)详解; 语义分割–全卷积网络FCN详解; FCN理解:为什么FCN可以使输入的图像大小可以是任意的; 版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人

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