文:任苙萍 Anita Ren
在現今人工智慧(AI)和機器學習(ML)快速發展的時代,CNN(卷積神經網路)和RNN(循環神經網路)這兩個名詞經常出現。它們就像是AI世界裡的兩位超級英雄,各自有擅長的領域,也各自扮演著重要的角色。
接下來,讓我們用簡單易懂的方式,帶你認識CNN與RNN,並透過舉例,幫助你更快掌握它們的概念!
CNN:影像辨識的超級高手
CNN是什麼?
CNN(Convolutional Neural Network,卷積神經網路),主要是用來處理圖片的。
簡單來說,CNN像是一位專門分析照片的偵探,可以從一張照片裡,找出關鍵的特徵,像是邊緣、顏色、形狀,然後進一步判斷這是什麼東西。
CNN的最大特點,就是它有一層又一層的「卷積層」(Convolutional Layer),這些層就像一個個放大鏡,幫助網路專注於圖片的不同細節。
舉個簡單例子:CNN如何認出一隻貓?
想像你給一個CNN模型一張貓咪的照片。
CNN 的執行步驟是:
第一層卷積層:抓出基本特徵,比如直線、曲線。
第二層卷積層:組合這些線條,形成像是耳朵、眼睛的形狀。
第三層以後:把這些組合成更高層次的概念,比如「這是一張貓咪的臉」。
最後分類:根據學到的特徵,判斷「這是貓」。
簡單說,CNN就像是一步步把小細節拼湊起來,最後組成完整的答案!
RNN:記憶力超強的時間大師
RNN是什麼?
RNN(Recurrent Neural Network,循環神經網路),主要是用來處理有時間順序的資料。
它和CNN最大的不同是,RNN可以記住前面的資訊,而且會影響到後面的判斷。
簡單來說,RNN就像是一個有記憶力的人,不只看到現在發生的事,還記得之前發生過的,這對處理文字、聲音、影片這種「一連串」的資料特別重要。
舉個簡單例子:RNN如何進行句子預測?
想像你輸入一句話:「我今天很…」
RNN 會依序:
先讀取「我」,建立一點初步理解。
再讀取「今天」,結合前面「我」的資訊,理解更完整。
然後看到「很」,這時系統已經累積了前面的資訊,推測接下來可能是「開心」、「忙碌」等形容詞。
最後根據所有累積的上下文內容,預測最合理的下一個字。
因此,RNN特別擅長做語音辨識、機器翻譯、聊天機器人這類需要「記憶前後文」的工作。
特徵 | CNN | RNN |
---|---|---|
處理對象 | 靜態資料(如圖片) | 時序資料(如文字、聲音) |
記憶能力 | 無(每次只看局部特徵) | 有(會記住前面的資訊) |
應用範圍 | 影像辨識、物體偵測、醫學影像 | 語音辨識、文字生成、機器翻譯 |
重點特色 | 抓細節、組合特徵 | 理解時間序列、保持上下文邏輯 |
CNN與RNN的真實生活應用
CNN的著名的應用範例有:
臉部辨識:手機解鎖時,利用CNN分辨你的臉。
自駕車影像辨識:自動車用CNN辨識紅綠燈、路標、行人。
醫學影像診斷:透過CNN分析X光片或MRI影像,找出異常部位。
RNN的應用範例則是:
Siri和Google助理:理解你說的話,並且回應適合的答案。
自動翻譯:輸入中文,自動翻譯成英文或其他語言。
自動寫作:像是AI自動續寫故事、完成詩歌創作。
簡單總結:CNN與RNN各有千秋
CNN和RNN都非常強大,但它們各自有最適合的領域。
如果是圖片、影像這類靜態資料,選CNN就對了。
如果是文字、聲音、時間序列這類連續資料,RNN才是高手。
了解這些基礎概念後,我們會更能理解AI世界的運作,也能更好地運用它們來打造出更多令人驚艷的應用!