Okuduktan sonra evrişimli sinir ağlarının "alıcı alanını" anlamıyor musunuz? O zaman sen bana gel
Metni girin
1. "Vahşi hissetmek" nedir
Vahşi hisset
Alıcı alan kavramı
1.1
"Alıcı alan" kavramı biyolojik sinirbilimden gelir.Örneğin, ellerimiz gibi "reseptörlerimiz" uyarıldığında, uyaranı merkezi sinir sistemine iletirler, ancak tek bir nöron tüm cildin uyarımını alamaz. Cildin geniş alanı nedeniyle, bir nöron muhtemelen onu kabul edemeyebilir ve ayrıca vücudun cildinin farklı uyaranlarını ağrı ve kaşıntı gibi eller ve ayaklar gibi farklı yerlerde hissedebiliriz. Bu, deri reseptörlerinin birçok farklı nöron tarafından kontrol edildiğini gösterir, bu nedenle her bir nöronun yansıtabileceği reseptör alanına "alıcı alan" adı verilir. Alıcı alan, her bir nöronun innerve ettiği alandır. Bu nöronun aktivitesinin hangi bölgeden etkilendiği söylenebilir.
Evrişimli bir sinir ağında, tüm evrişim işlemi işlemi yukarıdaki cilt uyarım sürecine benzerdir.Orijinal görüntüyü bir sensör (deri) ve son çıktıyı yanıt veren nöron olarak kabul edebiliriz. Nihai çıktının hangi durumu (nöronun durumu), ilk görüntünün hangi alanı tarafından etkilenir (cildin hangi alanı uyarılır) yukarıda açıklanan süreç değildir? Dolayısıyla alıcı alanın tanımını şu şekilde veriyoruz:
Konvolüsyonel sinir ağının her bir katmanından çıkan özellik haritası üzerindeki pikseller tarafından orijinal görüntüde eşlenen alanın boyutu; layman'ın terimleriyle, görüntünün son çıktısının her bir özelliğinin (her piksel) orijinal görüntüden etkilendiği anlamına gelir. Etkinin hangi kısmı.
Sonraki
2. Grafiksel açıklama
Tüm evrişimli sinir ağının çalışma sürecini daha iyi açıklamak için, aşağıdaki örnek gösterilebilir, orijinal görüntünün boyutu 10x10, toplam 5 ağ katmanı tasarlandı, ilk 4 evrişimli katmanlar ve evrişimli çekirdeğin boyutu 3x3'tür , Sonuncusu havuzlama katmanı, boyut 2x2, daha basit bir açıklama için, bu sefer tüm adımlar 1.
Not: "Sınır dolgusu" alıcı alanın hesaplanmasında dikkate alınmaz, çünkü doldurulan sınır artık orijinal görüntünün içeriği değildir. Alıcı alan, çıktı özellikleri ile orijinal görüntü arasındaki eşleme ilişkisini açıklar, bu nedenle dolgu dikkate alınmaz. Gerçek modelleme sürecinde sınırın doldurulması gerekebilir.İlke aynıdır, ancak hesaplama biraz daha karmaşıktır.
Grafiksel alıcı alan
Grafik adım bölme
2.1
2.1.1 İlk evrişim işlemi
Yukarıdan görülebileceği gibi, birinci katman ağı tarafından görüntü çıktısında çıktı sonucu 8x8'dir ve çıktı1'den çıkan her bir özellik (yani her piksel) orijinal görüntünün 3x3 alanından etkilenir, dolayısıyla birinci katmanın alıcı alanı 3. Harflerle ifade edilen
RF1 = 3 (her piksel değeri, orijinal görüntünün 3x3 alanıyla ilgilidir)
2.1.2 İkinci evrişim işlemi
Yukarıdaki şekilde görülebileceği gibi, iki evrişim işleminden sonra son çıktı görüntüsü 6x6'dır ve çıktı2'nin çıktısı olan her özellik (yani her piksel) çıktı1 ila 3x3 aralığından etkilenir ve çıktı1'deki 3x3 kapanır. Orijinal görüntünün 5x5 aralığına göre, ikinci katmanın alıcı alanı 5'tir, yani
RF2 = 5 (her piksel değeri, orijinal görüntünün 5x5 alanıyla ilgilidir)
2.1.3 Üçüncü evrişim işlemi
Yukarıdaki şekilden de görülebileceği gibi, üç evrişim işleminden sonra son çıktı görüntüsü 4x4'tür ve çıktı3'ün çıktısı olan her özellik (yani her piksel) çıktı2'den 3x3'e kadar olan aralıktan etkilenir ve çıktı2'deki bu 3x3 çıktı1'den etkilenir. 5x5 çıktı1 aralığı, orijinal görüntünün 7x7 aralığından etkilenir, bu nedenle üçüncü katmanın alıcı alanı 7'dir, yani
RF3 = 7 (her piksel değeri, orijinal görüntünün 7x7 alanıyla ilgilidir)
2.1.4 Dördüncü evrişim işlemi
Yukarıdaki şekilden de görülebileceği gibi, dört evrişim işleminden sonra son çıktı görüntüsü 2x2'dir ve çıktı4'ün çıktısı olan her özellik (yani her piksel) çıktı3 ila 3x3 aralığından etkilenir ve çıktı3'teki bu 3x3 Çıktı2'nin 5x5 aralığı etkilenir ve çıktı2'deki 5x5, 7x7 çıktı1 aralığından etkilenir ve çıktı1'deki 7x7, orijinal grafiklerin 9x9 aralığından etkilenir, bu nedenle dördüncü katmanın alıcı alanı 9'dur. , hangisi
RF4 = 9 (her piksel değeri, orijinal görüntünün 9x9 alanıyla ilgilidir)
2.1.5 Beşinci evrişim işlemi
Yukarıdaki şekilde görülebileceği gibi, dört evrişim işlemi ve bir havuzlama işleminden sonra, son çıktı görüntüsü 1x1'dir ve çıktı5'in çıktısı olan her özellik (yani, her piksel), çıktı4'ten 2x2'ye kadar olan aralıktan etkilenir42x2, 4x4 çıkış aralığından etkilenir3 ve çıktı3'teki 4x4, 6x6 çıktı2 aralığından etkilenir ve çıktı2'deki 6x6, çıktı1'in 8x8 aralığından ve çıktı1'deki 8x8'den etkilenir. Orijinal görüntünün 10x10 aralığından etkilenen beşinci katmanın alıcı alanı 10'dur, yani
RF5 = 10 (her piksel değeri, orijinal görüntünün 10x10 alanıyla ilgilidir)
Bu bölümün özeti
Yer üstü itme işleminden, evrişimli katmanların sayısı kademeli olarak arttıkça, alıcı alanın aralığının kademeli olarak genişlediği, yani çıktı arkaya ne kadar yakınsa, görüntüden etkilenen piksellerin aralığı o kadar geniş olduğu görülebilir. Evrişimli sinir ağı, bu katman katman ilerleme yöntemiyle gerçekleştirilir, her hacim temel katmanı farklı özellikleri öğrenebilir ve sonunda ilgili tanıma, sınıflandırma ve diğer işlevleri gerçekleştirebilir.
Sonraki
Üç, yinelemeli formül türetme
Yinelemeli formül türetme
Tekrarlama formülü
3.1
Yukarıdaki işlemden görülebileceği gibi, alıcı alanın türetilmesi, aşağıda gösterilecek olan yinelemeli bir süreçtir.
RF1 = 3 k1 (ilk katmanın alıcı alanı her zaman ilk evrişim çekirdeğinin boyutuna eşittir) k, evrişimli katmanların sayısını temsil eder
RF2 = 5 k1 + (k2-1) RF1 + (k2-1)
RF3 = 7 k1 + (k2-1) + (k3-1) RF2 + (k3-1)
RF4 = 9 k1 + (k2-1) + (k3-1) + (k4-1) RF3 + (k4-1)
RF4 = 10 k1 + (k2-1) + (k3-1) + (k4-1) + (k5-1) RF4 + (k5-1)
Özet: Alıcı alanın boyutunun çözümünün, ilk katmandaki her pikselin alıcı alanı her zaman ilk evrişim çekirdeğinin boyutu olduğundan, alıcı alanın boyutunun çözümünün sabit ilk süreç olduğu, yukarıdan görülebilir, bu nedenle RF1 her zaman ilktir Belirleyin ve sonra analoji ile yavaş yavaş RF2, RF3, RF4, RF5 ...
Ancak yukarıdaki tüm adımlar 1'dir. Her bir evrişim işleminin adımı 1 değilse, aynı nedenle, işte bir doğrudan özyineleme formülü:
RFn = RFn-1 + (kn-1) * stride_n
Stride_n, n'inci evrişimin hareketli adımını temsil eder.
Çözüm süreci RF1'den başlar.
Tam metin özeti
Alıcı alan, evrişimli sinir ağlarında çok temel bir kavramdır ve evrişimin her adımının sürecini analiz etmemize yardımcı olur ve evrişimli sinir ağlarının çalışma sürecini ve temel ilkelerini anlamamız için çok yararlıdır.
