卷积神经网络(一):LeNet5的基本结构

article/2025/7/3 15:29:58

在机器视觉,图像处理领域,卷积神经网络取得了巨大的成功。本文将参考UFLDL和DEEPLEARNING.NET的教程,结合自己的理解,梳理一下卷积神经网络的构成以及其BP算法的求解。虽然利用theano可以方便的实现LeNet5,但是不利于学习和理解卷积神经网络,所以最后会自己动手用python实现一个简单的LeNet5,并尝试利用python的PyCUDA库进行加速。

首先看LeNet5的结构,如下图所示(来自Yann LeCun的论文)。


对于卷积层,其计算公式为


其中K表示由L层到L+1层要产生的feature的数量,表示“卷积核”,表示偏置,也就是bias,令卷积核的大小为5*5,总共就有6*(5*5+1)=156个参数,对于卷积层C1,每个像素都与前一层的5*5个像素和1个bias有连接,所以总共有156*28*28=122304个连接(connection)。

对于LeNet5,S2这个pooling层是对C1中的2*2区域内的像素求和再加上一个偏置,然后将这个结果再做一次映射(sigmoid等函数),所以相当于对S1做了降维,此处共有6*2=12个参数。S2中的每个像素都与C1中的2*2个像素和1个偏置相连接,所以有6*5*14*14=5880个连接(connection)。

除此外,pooling层还有max-pooling和mean-pooling这两种实现,max-pooling即取2*2区域内最大的像素,而mean-pooling即取2*2区域内像素的均值。

LeNet5最复杂的就是S2到C3层,其连接如下图所示。


前6个feature map与S2层相连的3个feature map相连接,后面6个feature map与S2层相连的4个feature map相连接,后面3个feature map与S2层部分不相连的4个feature map相连接,最后一个与S2层的所有feature map相连。卷积核大小依然为5*5,所以总共有6*(3*5*5+1)+6*(4*5*5+1)+3*(4*5*5+1)+1*(6*5*5+1)=1516个参数。而图像大小为10*10,所以共有151600个连接。

S4是pooling层,窗口大小仍然是2*2,共计16个feature map,所以32个参数,16*(25*4+25)=2000个连接。

C5是卷积层,总共120个feature map,每个feature map与S4层所有的feature map相连接,卷积核大小是5*5,而S4层的feature map的大小也是5*5,所以C5的feature map就变成了1个点,共计有120(25*16+1)=48120个参数。

F6相当于MLP中的隐含层,有84个节点,所以有84*(120+1)=10164个参数。F6层采用了正切函数,计算公式为,


输出层采用了RBF函数,即径向欧式距离函数,计算公式为,


以上就是LeNet5的结构。




http://chatgpt.dhexx.cn/article/8h5dhTZ1.shtml

相关文章

LeNet5网络结构详解

文章目录 1.论文地址:2.LeNet5网络结构:3.首先了解参数量和计算量之间的区别和计算:(1)参数量(Params):(2)计算量(FLOPS):&#xff08…

经典网络模型介绍系列——LeNet-5

从今天开始,带大家从LeNet5开始学习经典的网络模型。 一、LeNet-5 LeNet-5是LeNet系列的最终稳定版,它被美国银行用于手写数字识别,该网络有以下特点: 所有卷积核大小均为5*5,步长为1;所有池化方法为平均…

LeNet5的深入解析

论文:Gradient-based-learning-applied-to-document-recognition 参考:http://blog.csdn.net/strint/article/details/44163869 LeNet5 这个网络虽然很小,但是它包含了深度学习的基本模块:卷积层,池化层,…

LeNet5模型讲解

加粗样式LeNet5模型讲解 LeNet5模型总览 总共8层网络,分别为: 输入层(INPUT)、卷积层(Convolutions,C1)、池化层(Subsampling,S2)、卷积层(C3)、…

LeNet-5详解

一、前言 LeNet-5出自论文Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition,是一种用于手写体字符识别的非常高效的卷积神经网络。 本文将从卷积神经网络结构的基础说起,详细地讲解每个网络层。 论文下载:请到文章结尾处下载。 …

卷积神经网络:LeNet-5

2021SCSDUSC LeNet-5卷积神经网络的整体框架: 特征映射:一幅图在经过卷积操作后得到结果称为特征图。 LeNet-5共有8层,包含输入层,每层都包含可训练参数;每个层有多个特征映射(,每个特征映射通过一种卷积…

LeNet-5网络详解

文章目录 1 模型介绍2 模型结构3 模型特性 1 模型介绍 LeNet-5出自论文《Gradient-Based Learning Applied to Document Recognition》,是由 L e C u n LeCun LeCun 于1998年提出的一种用于识别手写数字和机器印刷字符的卷积神经网络,其命名来源于作者 …

深度学习入门(一):LeNet-5教程与详解

1.什么是LeNet LeNet5诞生于1994年,是最早的卷积神经网络之一,并且推动了深度学习领域的发展。自从1988年开始,在多年的研究和许多次成功的迭代后,这项由Yann LeCun完成的开拓性成果被命名为LeNet5。 LeNet: 主要用来…

卷积神经网络(CNN)开山之作——LeNet-5。卷积神经网络基本介绍。

目录 一、LeNet-5的背景 二、传统分类算法在图像识别上的弊端 三、卷积神经网络的3个基本特征 四、LeNet-5的网络结构 1、Input layer 2、Conv1 3、Subsampling2 4、Conv3 5、Subsampling4 6、Conv5 7、FC6 8、Output7 五、LeNet-5总结 一、LeNet-5的背景 LeNet-5…

这可能是神经网络 LeNet-5 最详细的解释了!

大家好,我是红色石头! 说起深度学习目标检测算法,就不得不提 LeNet- 5 网络。LeNet-5由LeCun等人提出于1998年提出,是一种用于手写体字符识别的非常高效的卷积神经网络。出自论文《Gradient-Based Learning Applied to Document R…

c语言--使用函数输出水仙花数

函数接口定义 1、int narcissistic( int number ); 2、void PrintN( int m, int n ); 函数 narcissistic 判断 number 是否为水仙花数,是则返回1,否则返回0。 函数 PrintN 则打印开区间 (m, n) 内所有的水仙花数,每个数字占一行。 …

【C语言程序设计】C语言水仙花数,阿姆斯特朗数!

阿姆斯特朗数也就是俗称的水仙花数,是指一个三位数,其各位数字的立方和等于该数本身。 例如:153135333,所以 153 就是一个水仙花数。 求出所有的水仙花数。 算法思想 对于阿姆斯特朗数问题,根据水仙花数的定义&#x…

C语言编程练习:水仙花数

文章目录 题目描述思路结果 题目描述 水仙花数是指一个N位正整数(N>3)&#xff0c;它的每个位上的数字的N次幂之和等于它本身。例如:153 1353 33。本题要求编写程序&#xff0c;计算所有N位水仙花数。 输入格式: 输入在一行中给出一个正整数N(3<N<7 )。 输出格式: …

C语言:水仙花数(daffodil),求出三位数中所有水仙花数

水仙花数&#xff08;C语言&#xff09; 文章目录 水仙花数&#xff08;C语言&#xff09;前言一、题目二、解题思路代码运行结果 总结***根据水仙花数满足的条件找出需要求的对象&#xff0c;这里是各位上的位数。*** 前言 刘汝佳算法书《算法竞赛入门经典》第二章上机练习第…

C语言输出三位数的水仙花数

从100-999中找出符合条件的水仙花数 文章目录 从100-999中找出符合条件的水仙花数前言一、水仙花数是什么&#xff1f;二、C语言实现输出水仙花数1.解题思路2.实现过程 总结 前言 提示&#xff1a;找出符合条件的水仙花数&#xff0c;我们需要弄明白什么叫水仙花数&#xff0c…

c语言设计程序计算水仙花数,C语言水仙花数算法

打印出所有的“水仙花数”&#xff0c; 所谓“水仙花数”是指一个三位数&#xff0c;其各位数字立方和等于该数本身。例如&#xff1a;153是一个“水仙花数”&#xff0c;因为1531的三次方5的三次方3的三次方。 1.程序分析&#xff1a;利用for循环控制100-999个数&#xff0c;每…

水仙花数的实现(C语言)

问题描述&#xff1a;一个三位数&#xff0c;百位的立方加上十位的立方加个位的立方对于这个数本身。 即&#xff1a;abc a^3b^3c^3; 例如&#xff1a;153 1^35^33^3 求出所有的水仙花数&#xff1a; 这是一个将一个三位数的百位&#xff0c;十位&#xff0c;个位提出来&…

C语言输出所有的水仙花数

输出所有的“水仙花数”。所谓“水仙花数”是指一个3位数&#xff0c;其各位数字立方之和等于该数本身。 例如&#xff0c;153是一个水仙花数&#xff0c;因为15315&#xff0b;3 解题思路&#xff1a;水仙花数的解题思路是把给出的某个三位数的个位、十位、百位分别拆分&#…

C语言实现求水仙花数

水仙花数是指一个数各位数字的立方和等于该数本身。 例如&#xff1a;153 13 53 33 求100–1000内的水仙花数。 代码如下&#xff1a; #include <stdio.h> #include <math.h>int main () {int i,j,k,n;printf("100-1000中的水仙花数字有:\n");for…

【必懂】C语言水仙花数题解

若是大一学子或者是真心想学习刚入门的小伙伴可以私聊我&#xff0c;若你是真心学习可以送你书籍&#xff0c;指导你学习&#xff0c;给予你目标方向的学习路线&#xff0c;无套路&#xff0c;博客为证。 前言 本专栏内容将会以轻松、简单的方式完成习题的解答&#xff0c;用…