L3. Image as input
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原则
局部性
- 图片的识别往往需要注意一小块的特征
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就算是人类也会根据局部特征，被误导进行分类（其实这是一只猫而不是一只鸟）
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图像会被切分成多个感受野，感受野之间需要有所重叠（否则会遗失边界上的信息）
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因此我们需要用感受野覆盖整个图像
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用一组神经元，识别同一个感受野，即负责这一块区域的图像识别
平移不变性
- 同一个特征可以出现在不同的位置，因此理论上识别同一个特征的单元应该有相同的参数
- 对于同一个感受野，它应该携带多个神经元，即多个识别单元filter，以识别不同的特征
- 不同感受野的同一个filter，需要共享参数
卷积神经网络
卷积层
我们从一般的全连接神经网络出发，引入了两个限制
- 一组神经元只会接受图片上一块区域的张量（感受野）
- 断掉了这些神经元与其他位置的连接
- 不同组神经元的同一类识别单元需要共享参数
此时我们相当于对MLP大砍一刀，变成了一个限制非常大的神经网络，即卷积层
- 但实际实现我们其实对于一个filter，就是一个卷积核，直接让它扫一遍整个图像即可
一个卷积核会产生一个新的通道
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如图，同样一个3*3的卷积核，恢复到原图像中，会对应上超过9个以上的像素
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随着深度增加，一个卷积核的真实感受野也会变大
池化层
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大量的卷积核，产生大量的通道，因此对于原图像的尺寸来说参数会非常多
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我们考虑通过池化缩减原图像尺寸（通道数不变）
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Max、Mean Pooling
在计算量足够的时候，不一定需要使用Pooling（会丢失很多信息）
数据增强
旋转、缩放图像，可能会使得CNN变得很差
所以推荐在训练前使用数据增强
Spatial Transformer Layer
但我们为什么不直接在网络结构中加一个层呢
详细解读Spatial Transformer Networks（STN）-一篇文章让你完全理解STN了-CSDN博客
没学太明白，知道个大概