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Red neuronal convolucional (CNN)

Explora cómo las Redes Neuronales Convolucionales transforman la IA con la extracción de características y la clasificación de imágenes en Ultralytics. ¡Sumérgete en las CNN hoy mismo!

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Las redes neuronales convolucionales (CNN) son una clase de modelos de aprendizaje profundo especialmente eficaces para procesar datos con topología cuadriculada, como las imágenes. Las CNN han desempeñado un papel decisivo en el avance del campo de la visión por ordenador, permitiendo grandes avances en áreas como la clasificación de imágenes, la detección de objetos e incluso el análisis de vídeo.

Estructura de la CNN

Las CNN se componen de varias capas, cada una de ellas diseñada para realizar tareas específicas, como la extracción de características y la clasificación. Los tres tipos principales de capas de una CNN son:

  • Capas convolucionales: Estas capas aplican un conjunto de filtros a la entrada, capturando jerarquías espaciales en los datos. Identifican características clave como bordes, texturas y formas.
  • Capas de agrupación: Estas capas reducen la dimensionalidad de los mapas de características, conservando la información esencial y minimizando el coste computacional.
  • Capas totalmente conectadas: Estas capas conectan cada neurona de una capa con cada neurona de la capa siguiente, y suelen servir como pasos finales antes de la salida, transformando las características espaciales en una puntuación de clase.

Para quienes estén interesados en saber más sobre cómo se comparan las CNN con otras redes neuronales, como las Redes Neuronales Recurrentes (RNN), el glosarioUltralytics ofrece comparaciones detalladas.

Conceptos clave

Extracción de características

Las CNN destacan en la extracción de características, detectando y jerarquizando automáticamente las características de las imágenes. Para más detalles sobre cómo funciona la extracción de características en el aprendizaje profundo, consulta Ultralytics Extracción de características.

Aprendizaje por transferencia

Una aplicación notable de las CNN es el aprendizaje por transferencia, en el que los modelos preentrenados se adaptan a tareas nuevas pero relacionadas. Esta técnica aprovecha las características ya aprendidas, reduciendo los recursos informáticos y los datos necesarios para entrenar nuevos modelos. Más información sobre el Aprendizaje por Transferencia en Ultralytics.

Aplicaciones en el mundo real

Clasificación de imágenes

Las CNN se utilizan ampliamente en tareas de clasificación de imágenes, en las que el objetivo es categorizar las imágenes en clases predefinidas. Por ejemplo, una CNN podría distinguir entre distintos tipos de animales en las fotografías. Ultralytics emplea arquitecturas CNN en tareas de clasificación de imágenes.

Detección de objetos

En la detección de objetos, las CNN, como las utilizadas en los modelos Ultralytics YOLO , identifican y localizan objetos dentro de las imágenes. Esto tiene vastas aplicaciones, como la vigilancia, los vehículos autónomos y el diagnóstico sanitario. Descubre más sobre Ultralytics YOLO y sus capacidades de detección de objetos.

Cómo distinguir las CNN de otras tecnologías similares

A diferencia de las redes neuronales tradicionales, que están totalmente conectadas, las CNN aprovechan la conectividad local, los pesos compartidos y la agrupación, lo que las hace más eficientes para los datos de imágenes. Mientras que las CNN se centran en las jerarquías espaciales, los modelos como las RNN son expertos en el manejo de datos secuenciales, como el texto y las series temporales, como se explica en el glosarioUltralytics sobre las RNN.

Avances y retos

Las CNN han sido fundamentales en el avance de la inteligencia artificial, ampliando los límites en áreas como la imagen médica y la automatización. Sin embargo, conllevan retos, como la intensidad computacional y la necesidad de grandes cantidades de datos etiquetados. El auge de la computación periférica y los recursos en la nube, como Ultralytics HUB, están ayudando a superar estas limitaciones ofreciendo soluciones eficientes de entrenamiento y despliegue.

Para profundizar más en las CNN y su papel en la IA, fuentes externas como Deep Learning with Python de François Chollet ofrecen una visión completa, mientras que los debates académicos pueden encontrarse en publicaciones disponibles a través de plataformas como Google Scholar.

En resumen, las CNN revolucionan la forma en que procesamos la información espacial, convirtiéndolas en una herramienta indispensable en los marcos de la IA y el aprendizaje automático. Ya sea para soluciones empresariales o para la investigación académica, comprender y aprovechar la tecnología CNN es crucial para la innovación y el desarrollo continuos en el campo de la inteligencia artificial.

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