Neuronale Faltungsnetzwerke

Neuronale Netze bilden eine Klasse maschineller Lernverfahren, die insbesondere in der Bildverarbeitung zur Lösung unterschiedlicher Aufgaben eingesetzt werden. Im Gegensatz zum Vorgehen beim Entwurf klassischer Algorithmen werden die freien Parameter eines neuronalen Netzwerks mit Hilfe von Trainingsdaten und -algorithmen gelernt. Dieses Kapitel bietet eine Einführung in neuronale Netze mit Fokus auf die in der Bildverarbeitung verbreiteten sogenannten tiefen Faltungsnetze (deep convolutional neural networks, CNNs). Dazu werden neben den Grundlagen die wesentlichen Komponenten von Faltungsnetzen, das automatische Lernen der Netzwerkparameter und häufig verwendete Netzwerkarchitekturen behandelt. Beispielanwendungen von neuronalen Netzwerken in der automatischen Sichtprüfung werden in den nachfolgenden Kapiteln vorgestellt.