
图 : 卷积神经网络的层次性特征提取(左图-底层:边缘;中间-中层:图形;右图-高层:人脸、物体等)
卷积网络中的降采样层(或池化层)会逐步减少特征图的分辨率,使得越深层的卷积核提取的特征"视野"越大,模式也越"抽象"。如图所示,底层提取简单的线条,中层提取一些简单的形状,高层提取台阶、人脸等高级模式。
此外,CNN 在不同数据上所学习到的模式(卷积核)也是不一样的:用于动物识别的 CNN 学到的可能是头、尾、腿等特征,用于花草识别的 CNN 学到的可能是花瓣、花蕊、叶片等特征。

图 **:**不同数据上CNN 学习到的模式特征
从这个角度看,CNN 其实是记忆了数据中的主要特征,并且这些特征是分层次地组织起来,由局部到全局,由具体到抽象。这有点儿像我们的大脑,把见过的形象分层次地组织并记忆下来。

图 **:**卷积神经网络的特征分层组织与记忆