全连接层有何作用?
1 作用
眾所周知,全連接層之前的作用是提取特征,全連接層的作用是分類。
2 關(guān)鍵階段介紹
假設(shè)通過CNN已經(jīng)提取到特征,下一層是全連接層,這個階段比較關(guān)鍵,舉個例子說明:
上圖中CNN的輸出是3x3x5的特征圖,它是怎么樣轉(zhuǎn)換成1x4096的形式呢?
很簡單,可以理解為在中間做了一個卷積。這一步卷積一個非常重要,它的作用就是把分布式特征representation映射到樣本標(biāo)記空間!
簡單來說:它把特征representation整合到一起,輸出為一個值。這樣做,有一個什么好處:就是大大減少特征位置對分類帶來的影響。
注:樣本標(biāo)記空間也叫樣本輸出空間。
再舉個例子說明上述的過程:
從上圖我們可以看出,貓在不同的位置,輸出的feature值相同,但是位置不同。對于電腦來說,那分類結(jié)果也可能不一樣。
而這時全連接層filter的作用就相當(dāng)于:貓在哪我不管,只要找到貓就可以,于是讓全連接層filter去把這個貓找到,實際就是把feature map 整合成一個值。
這個值大,有貓,這個值小,那就可能沒貓,這和貓在哪關(guān)系不大了,魯棒性大大增強(qiáng)了!
因為空間結(jié)構(gòu)特性被忽略了,所以全連接層不適合用于在方位上找模式的任務(wù),比如分割。
3 全連接層為什么大部分是兩層
只用一層fully connected layer 有時候沒法解決非線性問題,而如果有兩層或以上fully connected layer就可以很好地解決非線性問題了。
4 換個方式講
現(xiàn)在的任務(wù)是去識別一圖片是不是貓。
假設(shè)這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)訓(xùn)練完了,全連接層已經(jīng)知道
當(dāng)我們得到以上特征,我就可以判斷這個是不是貓了,因為全連接層的作用主要就是實現(xiàn)分類(Classification)。
從上圖,可以看出:
紅色的神經(jīng)元表示這個特征被找到了(激活了),同一層的其他神經(jīng)元,要么貓的特征不明顯,要么沒找到。
當(dāng)我們把這些找到的特征組合在一起,發(fā)現(xiàn)最符合要求的是貓,則認(rèn)為這是貓了!
總結(jié)
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