卷积神经网络简介

引入

利用全连接神经网络进行手写数字识别已经获得了较高的正确率，但是这个还可以提高。
首先先来看看全连接神经网络存在着什么问题：它忽略了结构，在将图片输入神经网络的时候，它是直接将其转换成一列，忽略像素点在位置上与其他像素点的关系。
在这个简单的手写数字识别中，忽略了这种结构关系还能保持一个不错的正确率，但是对于更加复杂的图像识别，忽略了这个结构关系往往不能获得好的结果。因此需要一种新的神经网络来解决这个问题。

卷积神经网络

卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）是一类包含卷积计算且具有深度结构的前馈神经网络（Feedforward Neural Networks），是深度学习（deep learning）的代表算法之一。

与全连接的区别

相比于全连接，卷积神经网络使用卷积层与池化层对图像的特征进行处理，然后再用全连接输出结果。
卷积层需要学习参数，不同参数的卷积核对不同的图像会做出不同的响应。
池化层不需要学习参数，一般来说其是取最大值或者平均值。但是池化层的存在能大大增加神经网络的健壮性，因为即便是出现某些小的改变，对池化层的输出几乎无影响。

为什么仍然要用全连接

因为在多数情况下，我们均不知道这些参数之间有什么关系，而全连接就提供了一个很好的平台。
它假设全部参数之间都有关系，通过不断的学习，某些关系的边权会不断变大，说明这个关系是真实存在的；但某些关系的边权会不断减少，说明这个关系并不存在或者说这个关系非常弱，对最终的结果也不会有太大影响。