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卷积神经网络(CNN)是一种专门用于处理网格状数据(如图像)的深度学习架构。它的核心思想是通过局部感知和权值共享来高效提取空间特征。
CNN主要由三种关键层构成:卷积层负责用滤波器扫描输入数据,检测局部特征;池化层通过下采样减少数据维度,增强特征不变性;全连接层则用于最终的分类决策。
相比传统神经网络,CNN具有两大优势:局部连接大幅减少参数量,权值共享则保证模型可以识别特征在不同位置的出现。这使得CNN特别适合处理图像、视频等高维数据,在计算机视觉领域取得了革命性成功。
典型的CNN架构会通过堆叠多个卷积-池化层来构建层次化的特征表示,浅层捕捉边缘等基础特征,深层则识别更复杂的语义模式。这种分层抽象机制正是CNN强大表现力的核心所在。