CNN 可视化模拟器

卷积 · 激活 · 池化|逐点慢放,所见即所算

1输入特征图

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在网格上按住拖动即可涂画;薄荷色方框是当前卷积核的感受野。

2卷积输出

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暖色代表正响应,冷色代表负响应;颜色按当前输出最大值对称归一。

3池化输出

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池化在高响应位置保留最强(或平均)值,尺寸随之缩小。

逐点计算

输出 (0, 0)

感受野(输入 3 × 3)

卷积核权重

逐元素乘积

输入灰度 01 负响应正响应

所有卷积核的输出对比

点击可切换当前核
这些数字是怎么算出来的?

卷积就是让一个 3 × 3 的小窗口(卷积核)在输入图上从左到右、从上到下滑动。每停一处,把窗口覆盖的 9 个像素值与卷积核对应的 9 个权重逐元素相乘,再全部相加、加上偏置,最后过一个激活函数,就得到输出特征图上的一个数。

输出尺寸由 (S + 2P − K) / stride + 1 决定:S 是输入边长,P 是四周补零的圈数(padding),K 是卷积核边长(这里固定 3)。padding 让边缘像素也能被窗口完整覆盖,stride 越大输出越小。

激活函数决定什么样的响应会被留下:ReLU 把负值压成 0,只保留正向响应;Sigmoid 把结果挤进 0 到 1;Tanh 挤进 −1 到 1。池化层则在一个小窗口里取最大值或平均值,用更小的矩阵保住最强的响应位置。

把卷积核切到「边缘检测」,再换几个输入图案:同一张图,不同卷积核抽出的特征完全不同——这正是 CNN 用多个卷积核并行提取多种特征的原因。