卷積神經網路如何拍照

1. 卷積神經網路為什麼適合圖像處理

神經網路的本質就在於做信息形式的變換,而要想做數據的處理,首要解決的問題就是如何將數據張量化,問題就在於卷積神經網路要處理的數據必須是向量形式,對於圖像這種數據類型來說,如果將其展開成一維的向量,且不說得到向量的維數過高,網路太深導致網路中參數太多,圖像中的空間信息也會丟失。
而卷積神經網路能夠用卷積的方式從原信息中提取"部分特定的信息(信息跟卷積核相關)",且對於二維的圖像來說是原生支持的(不需要處理),這就保留了圖像中的空間信息,而空間信息是具有可平移性質的.。
並且卷積神經網路的參數就只是卷積核的參數以及偏置(Bias),而卷積核的參數可以做到共享,卷積核也可以用多個,從多個角度對原圖像解讀。
這就是卷積神經網路的幾個特點:局部感知,參數共享,多核,平移不變性正是因為這些特點,在圖像領域處理上,卷積神經網路取代了人工神經網路。
卷積神經網路 (CNN) 是當今最流行的模型之一。這種神經網路計算模型使用多層感知器的變體，並包含一個或多個可以完全連接或池化的卷積層。這些卷積層創建了記錄圖像區域的特徵圖，該區域最終被分成矩形並發送出去進行非線性處理。
優點：
圖像識別問題的非常高的准確性。自動檢測重要特徵，無需任何人工監督。權重共享。
缺點：
CNN 不對物體的位置和方向進行編碼。缺乏對輸入數據空間不變的能力。需要大量的訓練數據。

2. 卷積神經網路的卷積層如何提取特徵

提取特徵不一定是分三層，覺得特徵值不夠好，可以增加卷積層。用於圖片識別只是一種，其根本理念是通過卷積神經網路提取特徵，圖片只是數據的一種，人臉識別根本也是一種圖片的比對，基本理念是對數據提取特徵進行學習。數據可以是圖片，聲音，視屏等等

3. 卷積神經網路tensorflow怎麼讀取圖像

卷積神經網路（convolutionalneuralnetwork,CNN），最早是19世紀60年代，生物學家對貓視覺皮層研究發現：每個視覺神經元只會處理一小塊區域是視覺圖像，即感受野。後來到了80年代，日本科學家提出了神經認知機（Neocognitron）的概念，也可以算作是卷積神經網路最初的實現原型，在CS231n的課上說過，卷積神經網路不是一夜產生的，從這個發展過程中我們就可以看出，確實是這樣的。卷積神經網路的要點就是局部連接（LocalConnection）、權值共享（Weightsharing）和池化層（Pooling）中的降采樣（Down-Sampling）。比如下面是tensorflow卷積定義relu(W*X+B)W矩陣*X矩陣+B矩陣=W權重variable變數*X(placeholder佔位符外部輸入)variable變數+B偏重變數，因為深度學習會自動不斷地計算loss損失BP來調整wb所以wb初始化可以隨便全部都是0都行，所以其實就是X以及Y對於X來說其實我們知道就是我們圖像數據Y是圖像的標簽，但是Y需要轉為數學可以計算的值，所以採用one-hot數組記錄標簽的索引就行，比如xx1xx2xx3相應的y1=[1,0,0]y2=[010]y3=[001]那麼其實就是X圖像的像素通過外部輸入placeholder佔位符Y值外部輸入通過placeholder佔位符我們知道W*X矩陣相乘必須符合MXNNXM=MXM也就是說W的列必須與X的行數目相同這是要注意的，所以上一張shape來規范維度計算，下面是一個卷積層定義relu(wx+b)下面是tensorflow來表示relu(wx+b)的公式其中要注意參數strides是卷積滑動的步長你可以配置的系數，下面繼續講X[None,w*h]對於每一個w*h是一個矩陣每一層的w也是一個矩陣每一層的b也是一個矩陣，每一層的輸出y1也是一個矩陣y=[w*h]*w+b為了減少系數，我們使用卷積，把它轉換成MXN的值，這里就是跟全連接層的不同，使用了卷積轉換成了一個MXN的卷積特徵而全連接層就是y=wx+b(這里省略了那些relu(wx+b)tanh(wx+b))所以我們現在來看看每一層的w定義因為卷積層的w是需要與w*h提取的MXK來做矩陣相乘所以他是跟卷積核相關以及輸入輸出相關，對於每一張圖像

4. 如何利用卷積神經網路提取圖像特徵

卷積神經網路有以下幾種應用可供研究： 1、基於卷積網路的形狀識別 物體的形狀是人的視覺系統分析和識別物體的基礎，幾何形狀是物體的本質特徵的表現，並具有平移、縮放和旋轉不變等特點，所以在模式識別領域，對於形狀的分析和識別具有十分重要的意義，而二維圖像作為三維圖像的特例以及組成部分，因此二維圖像的識別是三維圖像識別的基礎。 2、基於卷積網路的人臉檢測 卷積神經網路與傳統的人臉檢測方法不同，它是通過直接作用於輸入樣本，用樣本來訓練網路並最終實現檢測任務的。它是非參數型的人臉檢測方法，可以省去傳統方法中建模、參數估計以及參數檢驗、重建模型等的一系列復雜過程。本文針對圖像中任意大小、位置、姿勢、方向、膚色、面部表情和光照條件的人臉。 3、文字識別系統 在經典的模式識別中，一般是事先提取特徵。提取諸多特徵後，要對這些特徵進行相關性分析，找到最能代表字元的特徵，去掉對分類無關和自相關的特徵。然而，這些特徵的提取太過依賴人的經驗和主觀意識，提取到的特徵的不同對分類性能影響很大，甚至提取的特徵的順序也會影響最後的分類性能。同時，圖像預處理的好壞也會影響到提取的特徵。

5. 描述計算機視覺問題中卷積神經網路（CNN）的基本概念，並描述CNN如何實現這些概念。

摘要 你好，卷積是CNN的核心，是用卷積核掃描圖像，得到相應的特徵。卷積核可以理解成過濾器（或圖像掃描器、特徵掃描器、局部感受野）。這里先不涉及到卷積的具體操作，只介紹卷積的簡單概念。在BPNN中，前後層神經元的連接是「全連接」，即每個神經元都與前一層所有神經元相連，而卷積是每個神經元只與上一層的一部分神經元相連希望我的回答能幫到你

6. 如何使用tensorflow實現卷積神經網路

沒有卷積神經網路的說法，只有卷積核的說法。
電腦圖像處理的真正價值在於：一旦圖像存儲在電腦上，就可以對圖像進行各種有效的處理。如減小像素的顏色值，可以解決曝光過度的問題，模糊的圖像也可以進行銳化處理，清晰的圖像可以使用模糊處理模擬攝像機濾色鏡產生的柔和效果。
用Photoshop等圖像處理，施展的魔法幾乎是無止境的。四種基本圖像處理效果是模糊、銳化、浮雕和水彩。?這些效果是不難實現的，它們的奧妙部分是一個稱為卷積核的小矩陣。這個3*3的核含有九個系數。為了變換圖像中的一個像素，首先用卷積核中心的系數乘以這個像素值，再用卷積核中其它八個系數分別乘以像素周圍的八個像素，最後把這九個乘積相加，結果作為這個像素的值。對圖像中的每個像素都重復這一過程，對圖像進行了過濾。採用不同的卷積核，就可以得到不同的處理效果。?用PhotoshopCS6，可以很方便地對圖像進行處理。
模糊處理——模糊的卷積核由一組系數構成，每個系數都小於1，但它們的和恰好等於1，每個像素都吸收了周圍像素的顏色，每個像素的顏色分散給了它周圍的像素，最後得到的圖像中，一些刺目的邊緣變得柔和。
銳化卷積核中心的系數大於1，周圍八個系數和的絕對值比中間系數小1，這將擴大一個像素與之周圍像素顏色之間的差異，最後得到的圖像比原來的圖像更清晰。
浮雕卷積核中的系數累加和等於零，背景像素的值為零，非背景像素的值為非零值。照片上的圖案好像金屬表面的浮雕一樣，輪廓似乎凸出於其表面。
要進行水彩處理，首先要對圖像中的色彩進行平滑處理，把每個像素的顏色值和它周圍的二十四個相鄰的像素顏色值放在一個表中，然後由小到大排序，把表中間的一個顏色值作為這個像素的顏色值。然後用銳化卷積核對圖像中的每個像素進行處理，以使得輪廓更加突出，最後得到的圖像很像一幅水彩畫。
我們把一些圖像處理技術結合起來使用，就能產生一些不常見的光學效果，例如光暈等等。
希望我能幫助你解疑釋惑。

7. 卷積神經網路怎麼生成圖片

需要使用類似GAN的生成模型去做。望採納

GAN的基本原理其實非常簡單，這里以生成圖片為例進行說明。假設我們有兩個網路，G（Generator）和D（Discriminator）。正如它的名字所暗示的那樣，它們的功能分別是：

• G是一個生成圖片的網路，它接收一個隨機的雜訊z，通過這個雜訊生成圖片，記做G(z)。

• D是一個判別網路，判別一張圖片是不是「真實的」。它的輸入參數是x，x代表一張圖片，輸出D（x）代表x為真實圖片的概率，如果為1，就代表100%是真實的圖片，而輸出為0，就代表不可能是真實的圖片。

在訓練過程中，生成網路G的目標就是盡量生成真實的圖片去欺騙判別網路D。而D的目標就是盡量把G生成的圖片和真實的圖片分別開來。這樣，G和D構成了一個動態的「博弈過程」。

8. 如何通過人工神經網路實現圖像識別

人工神經網路（Artificial Neural Networks）（簡稱ANN）系統從20 世紀40 年代末誕生至今僅短短半個多世紀，但由於他具有信息的分布存儲、並行處理以及自學習能力等優點，已經在信息處理、模式識別、智能控制及系統建模等領域得到越來越廣泛的應用。尤其是基於誤差反向傳播（Error Back Propagation）演算法的多層前饋網路（Multiple-Layer Feedforward Network）(簡稱BP 網路)，可以以任意精度逼近任意的連續函數，所以廣泛應用於非線性建模、函數逼近、模式分類等方面。

目標識別是模式識別領域的一項傳統的課題，這是因為目標識別不是一個孤立的問題，而是模式識別領域中大多數課題都會遇到的基本問題，並且在不同的課題中，由於具體的條件不同，解決的方法也不盡相同，因而目標識別的研究仍具有理論和實踐意義。這里討論的是將要識別的目標物體用成像頭(紅外或可見光等)攝入後形成的圖像信號序列送入計算機，用神經網路識別圖像的問題。

一、BP 神經網路

BP 網路是採用Widrow-Hoff 學習演算法和非線性可微轉移函數的多層網路。一個典型的BP 網路採用的是梯度下降演算法，也就是Widrow-Hoff 演算法所規定的。backpropagation 就是指的為非線性多層網路計算梯度的方法。一個典型的BP 網路結構如圖所示。

六、總結

從上述的試驗中已經可以看出，採用神經網路識別是切實可行的，給出的例子只是簡單的數字識別實驗，要想在網路模式下識別復雜的目標圖像則需要降低網路規模，增加識別能力，原理是一樣的。

9. 卷積神經網路

關於花書中卷積網路的筆記記錄於 https://www.jianshu.com/p/5a3c90ea0807 。

卷積神經網路（Convolutional Neural Network，CNN或ConvNet）是一種具有 局部連接、權重共享 等特性的深層前饋神經網路。卷積神經網路是受生物學上感受野的機制而提出。 感受野（Receptive Field） 主要是指聽覺、視覺等神經系統中一些神經元的特性，即 神經元只接受其所支配的刺激區域內的信號 。

卷積神經網路最早是主要用來處理圖像信息。如果用全連接前饋網路來處理圖像時，會存在以下兩個問題：

目前的卷積神經網路一般是由卷積層、匯聚層和全連接層交叉堆疊而成的前饋神經網路，使用反向傳播演算法進行訓練。 卷積神經網路有三個結構上的特性：局部連接，權重共享以及匯聚 。這些特性使卷積神經網路具有一定程度上的平移、縮放和旋轉不變性。

卷積（Convolution）是分析數學中一種重要的運算。在信號處理或圖像處理中，經常使用一維或二維卷積。

一維卷積經常用在信號處理中，用於計算信號的延遲累積。假設一個信號發生器每個時刻t 產生一個信號 ，其信息的衰減率為 ，即在 個時間步長後，信息為原來的 倍。假設 ，那麼在時刻t收到的信號 為當前時刻產生的信息和以前時刻延遲信息的疊加：

我們把 稱為 濾波器（Filter）或卷積核（Convolution Kernel） 。假設濾波器長度為 ，它和一個信號序列 的卷積為：

信號序列 和濾波器 的卷積定義為：

一般情況下濾波器的長度 遠小於信號序列長度 ，下圖給出一個一維卷積示例，濾波器為 ：

二維卷積經常用在圖像處理中。因為圖像為一個兩維結構，所以需要將一維卷積進行擴展。給定一個圖像 和濾波器 ，其卷積為：

下圖給出一個二維卷積示例：

注意這里的卷積運算並不是在圖像中框定卷積核大小的方框並將各像素值與卷積核各個元素相乘並加和，而是先把卷積核旋轉180度，再做上述運算。

在圖像處理中，卷積經常作為特徵提取的有效方法。一幅圖像在經過卷積操作後得到結果稱為 特徵映射（Feature Map） 。

最上面的濾波器是常用的高斯濾波器，可以用來對圖像進行 平滑去噪 ；中間和最下面的過濾器可以用來 提取邊緣特徵 。

在機器學習和圖像處理領域，卷積的主要功能是在一個圖像（或某種特徵）上滑動一個卷積核（即濾波器），通過卷積操作得到一組新的特徵。在計算卷積的過程中，需要進行卷積核翻轉（即上文提到的旋轉180度）。 在具體實現上，一般會以互相關操作來代替卷積，從而會減少一些不必要的操作或開銷。

互相關（Cross-Correlation）是一個衡量兩個序列相關性的函數，通常是用滑動窗口的點積計算來實現 。給定一個圖像 和卷積核 ，它們的互相關為：

互相關和卷積的區別僅在於卷積核是否進行翻轉。因此互相關也可以稱為不翻轉卷積 。當卷積核是可學習的參數時，卷積和互相關是等價的。因此，為了實現上（或描述上）的方便起見，我們用互相關來代替卷積。事實上，很多深度學習工具中卷積操作其實都是互相關操作。

在卷積的標準定義基礎上，還可以引入濾波器的 滑動步長 和 零填充 來增加卷積多樣性，更靈活地進行特徵抽取。

濾波器的步長（Stride）是指濾波器在滑動時的時間間隔。

零填充（Zero Padding）是在輸入向量兩端進行補零。

假設卷積層的輸入神經元個數為 ，卷積大小為 ，步長為 ，神經元兩端各填補 個零，那麼該卷積層的神經元數量為 。

一般常用的卷積有以下三類：

因為卷積網路的訓練也是基於反向傳播演算法，因此我們重點關注卷積的導數性質：

假設 。

， ， 。函數 為一個標量函數。

則由 有：

可以看出， 關於 的偏導數為 和 的卷積 ：

同理得到：

當 或 時， ，即相當於對 進行 的零填充。從而 關於 的偏導數為 和 的寬卷積 。

用互相關的「卷積」表示，即為（注意 寬卷積運算具有交換性性質 ）：

在全連接前饋神經網路中，如果第 層有 個神經元，第 層有 個神經元，連接邊有 個，也就是權重矩陣有 個參數。當 和 都很大時，權重矩陣的參數非常多，訓練的效率會非常低。

如果採用卷積來代替全連接，第 層的凈輸入 為第 層活性值 和濾波器 的卷積，即：

根據卷積的定義，卷積層有兩個很重要的性質：

由於局部連接和權重共享，卷積層的參數只有一個m維的權重 和1維的偏置 ，共 個參數。參數個數和神經元的數量無關。此外，第 層的神經元個數不是任意選擇的，而是滿足 。

卷積層的作用是提取一個局部區域的特徵，不同的卷積核相當於不同的特徵提取器。

特徵映射（Feature Map）為一幅圖像（或其它特徵映射）在經過卷積提取到的特徵，每個特徵映射可以作為一類抽取的圖像特徵。 為了提高卷積網路的表示能力，可以在每一層使用多個不同的特徵映射，以更好地表示圖像的特徵。

在輸入層，特徵映射就是圖像本身。如果是灰度圖像，就是有一個特徵映射，深度 ；如果是彩色圖像，分別有RGB三個顏色通道的特徵映射，深度 。

不失一般性，假設一個卷積層的結構如下：

為了計算輸出特徵映射 ，用卷積核 分別對輸入特徵映射 進行卷積，然後將卷積結果相加，並加上一個標量偏置 得到卷積層的凈輸入 再經過非線性激活函數後得到輸出特徵映射 。

在輸入為 ，輸出為 的卷積層中，每個輸出特徵映射都需要 個濾波器以及一個偏置。假設每個濾波器的大小為 ，那麼共需要 個參數。

匯聚層（Pooling Layer）也叫子采樣層（Subsampling Layer），其作用是進行特徵選擇，降低特徵數量，並從而減少參數數量。

常用的匯聚函數有兩種：

其中 為區域 內每個神經元的激活值。

可以看出，匯聚層不但可以有效地減少神經元的數量，還可以使得網路對一些小的局部形態改變保持不變性，並擁有更大的感受野。

典型的匯聚層是將每個特徵映射劃分為 大小的不重疊區域，然後使用最大匯聚的方式進行下采樣。匯聚層也可以看做是一個特殊的卷積層，卷積核大小為 ，步長為 ，卷積核為 函數或 函數。過大的采樣區域會急劇減少神經元的數量，會造成過多的信息損失。

一個典型的卷積網路是由卷積層、匯聚層、全連接層交叉堆疊而成。

目前常用卷積網路結構如圖所示，一個卷積塊為連續 個卷積層和 個匯聚層（ 通常設置為 ， 為 或 ）。一個卷積網路中可以堆疊 個連續的卷積塊，然後在後面接著 個全連接層（ 的取值區間比較大，比如 或者更大； 一般為 ）。

目前，整個網路結構 趨向於使用更小的卷積核（比如 和 ）以及更深的結構（比如層數大於50） 。此外，由於卷積的操作性越來越靈活（比如不同的步長），匯聚層的作用變得也越來越小，因此目前比較流行的卷積網路中， 匯聚層的比例也逐漸降低，趨向於全卷積網路 。

在全連接前饋神經網路中，梯度主要通過每一層的誤差項 進行反向傳播，並進一步計算每層參數的梯度。在卷積神經網路中，主要有兩種不同功能的神經層：卷積層和匯聚層。而參數為卷積核以及偏置，因此 只需要計算卷積層中參數的梯度。

不失一般性，第 層為卷積層，第 層的輸入特徵映射為 ，通過卷積計算得到第 層的特徵映射凈輸入 ，第 層的第 個特徵映射凈輸入

由 得：

同理可得，損失函數關於第 層的第 個偏置 的偏導數為：

在卷積網路中，每層參數的梯度依賴其所在層的誤差項 。

卷積層和匯聚層中，誤差項的計算有所不同，因此我們分別計算其誤差項。

第 層的第 個特徵映射的誤差項 的具體推導過程如下：

其中 為第 層使用的激活函數導數， 為上采樣函數（upsampling），與匯聚層中使用的下采樣操作剛好相反。如果下采樣是最大匯聚（max pooling），誤差項 中每個值會直接傳遞到上一層對應區域中的最大值所對應的神經元，該區域中其它神經元的誤差項的都設為0。如果下采樣是平均匯聚（meanpooling），誤差項 中每個值會被平均分配到上一層對應區域中的所有神經元上。

第 層的第 個特徵映射的誤差項 的具體推導過程如下：

其中 為寬卷積。

LeNet-5雖然提出的時間比較早，但是是一個非常成功的神經網路模型。基於LeNet-5 的手寫數字識別系統在90年代被美國很多銀行使用，用來識別支票上面的手寫數字。LeNet-5 的網路結構如圖：

不計輸入層，LeNet-5共有7層，每一層的結構為：

AlexNet是第一個現代深度卷積網路模型，其首次使用了很多現代深度卷積網路的一些技術方法，比如採用了ReLU作為非線性激活函數，使用Dropout防止過擬合，使用數據增強來提高模型准確率等。AlexNet 贏得了2012 年ImageNet 圖像分類競賽的冠軍。

AlexNet的結構如圖，包括5個卷積層、3個全連接層和1個softmax層。因為網路規模超出了當時的單個GPU的內存限制，AlexNet 將網路拆為兩半，分別放在兩個GPU上，GPU間只在某些層（比如第3層）進行通訊。

AlexNet的具體結構如下：

在卷積網路中，如何設置卷積層的卷積核大小是一個十分關鍵的問題。 在Inception網路中，一個卷積層包含多個不同大小的卷積操作，稱為Inception模塊。Inception網路是由有多個inception模塊和少量的匯聚層堆疊而成 。

v1版本的Inception模塊，採用了4組平行的特徵抽取方式，分別為1×1、3× 3、5×5的卷積和3×3的最大匯聚。同時，為了提高計算效率，減少參數數量，Inception模塊在進行3×3、5×5的卷積之前、3×3的最大匯聚之後，進行一次1×1的卷積來減少特徵映射的深度。如果輸入特徵映射之間存在冗餘信息， 1×1的卷積相當於先進行一次特徵抽取 。

10. 怎樣把手機里模糊的照片變成高清

如何用手機讓模糊照片變清晰

先把模糊照片拍照保存到手機相冊。盡量把照片擺正，拍清楚一些。

2. 在手機應用商店(應用市場)下載安裝「美圖秀秀」。

3. 打開美圖秀秀，點「工具箱」，再點「老照片修復」。

4. 點「一鍵翻新」，點「從相冊選一張」，選中剛才拍照的照片。這時候會看到刷新過程的示意圖。

5. 最後點「保存」。稍等片刻，回到手機相冊，就會看到翻新的照片了。

如果覺得效果不好，還可以利用「畫質提升」和「由虛變實」功能進一步加工。或者把剛才翻新的照片再翻新一次。有興趣的朋友可以試試吧！