Ch07 CNN与CV修订于 二〇二六年七月六日

第7章 · CNN 与计算机视觉

第6章 · 神经网络基础 讲了一个通用网络——全连接层堆叠。但处理图片时,全连接层有致命缺陷:把一张 224x224 的图片展开成 50176 个数字,第一层就有几千万个参数。太多了,根本训练不动。

CNN(卷积神经网络)解决了这个问题。它的核心思想朴素而深刻:图片中相邻的像素才有关联,远处的像素几乎无关,所以每个神经元只需要看一小块区域。卷积核在图片上滑动,局部观察、参数共享、逐层抽象——从边缘到纹理到物体部件再到完整物体。

本章目录

  1. 7.1 卷积:滑动窗口看局部
  2. 7.2 卷积运算的数学直觉
  3. 7.3 池化:缩小特征图
  4. 7.4 CNN 的核心组件深入
  5. 7.5 经典架构(含架构速查对比表)
  6. 7.6 经典 CNN 架构详解:从 1998 到 2022 的创新之路
  7. 7.8 CNN 的训练技巧
  8. 7.9 目标检测 — 从 R-CNN 到 YOLO
  9. 7.10 图像分割:像素级的理解
  10. 7.11 CNN vs ViT vs 混合架构:2026 年 CV 领域格局
  11. 7.12 2026年CV的应用前沿
  12. 7.13 什么时候选什么技术
  13. 7.14 CNN学习路线

与前置章节的关联

  • 卷积 = 特殊的矩阵乘法。每个卷积操作本质上是把图像局部区域展开成向量,与卷积核权重做点积——这和 Ch03 线性代数 中矩阵乘法的”行乘列”是同一个操作。
  • 池化 = 降维。把几百维的特征图压缩到几十维,同时保留最重要的信息——就像把一张高清照片缩成缩略图,虽然细节少了,但你还是能认出拍的是什么。降维是 AI 里反复出现的操作,Ch19|Ch19、Ch20|Ch20 本质上都在降维。
  • YOLO 的目标检测 = 回归问题。检测框的中心坐标 (x, y) 和宽高 (w, h) 是四个连续数值——这就是回归,只不过输出从标量变成了四元组。
  • ResNet 的残差连接 = Transformer 的残差连接。output = F(x) + x 这个公式在 ResNet 和 Transformer 中一模一样——它是深层网络梯度能稳定回传的数学保障。

相关笔记

跨章节关联

来源

  • Krizhevsky et al., “AlexNet”, 2012
  • He et al., “ResNet”, 2015
  • Redmon et al., “YOLO”, 2015

关联39

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