En el contexto de redes neuronales y aprendizaje profundo, una capa se refiere a un conjunto de nodos o neuronas interconectados que procesan información. Las capas están estructuradas secuencialmente en un modelo, donde cada capa recibe la salida de la anterior y produce una salida para la siguiente. Existen diferentes tipos de capas, incluyendo capas de entrada, ocultas y de salida. Cada tipo tiene una función específica y puede variar en su arquitectura y operaciones. La profundidad de una red neuronal se mide por el número de capas que posee, y es precisamente de aquí de donde proviene el término «aprendizaje profundo» o «deep learning».
En las arquitecturas de redes neuronales, existen varios tipos comunes de capas, cada una con su función específica. Algunos de los tipos más comunes de capas utilizados en redes neuronales incluyen:
• Capa de entrada (Input Layer): Esta capa recibe los datos de entrada y transmite la información sin realizar transformaciones significativas. Cada neurona en esta capa representa una característica o variable de entrada.
• Capa completamente conectada (Fully Connected Layer): También conocida como capa densamente conectada, cada neurona en esta capa se conecta con todas las neuronas de la capa anterior y realiza operaciones lineales seguidas de una función de activación no lineal. Es común en redes neuronales feedforward y se utiliza en tareas de clasificación y regresión.
• Capa de convolución (Convolutional Layer): Estas capas son esenciales en redes neuronales convolucionales (CNN) y se utilizan para extraer características espaciales en datos bidimensionales, como imágenes. Aplican filtros a regiones locales de los datos de entrada para detectar patrones visuales.
• Capa de agrupación (Pooling Layer): Las capas de agrupación se utilizan en CNN para reducir la dimensionalidad de los datos y disminuir el número de parámetros. La operación de agrupación se realiza en regiones de datos y ayuda a preservar características importantes.
• Capa de memoria (Recurrent Layer): En redes neuronales recurrentes (RNN), las capas de memoria mantienen una representación interna de estados anteriores para procesar secuencias de datos, como texto o series temporales.
• Capa de salida (Output Layer): Esta capa genera los resultados finales del modelo, que pueden ser clasificaciones, valores numéricos u otra salida relevante para la tarea específica.
• Capas de regularización (Regularization Layer): Capas como Batch Normalization y Dropout se utilizan para regularizar el proceso de entrenamiento, evitar el sobreajuste y mejorar la generalización del modelo.
• Capa de atención (Attention Layer): Estas capas son comunes en modelos de procesamiento de lenguaje natural (NLP) y permiten al modelo dar más importancia a ciertas partes de la entrada en función del contexto.
• Capas de incrustación (Embedding Layer): Estas capas se utilizan en NLP para convertir datos categóricos, como palabras, en representaciones vectoriales continuas para su procesamiento en redes neuronales.
• Capas de concatenación y fusión (Concatenation and Merge Layers): Estas capas permiten combinar múltiples conjuntos de características o salidas de capas diferentes en una sola representación.
La elección y secuencia de estas capas dependen de la arquitectura de la red y la naturaleza de la tarea. La combinación de estas capas permite a las redes neuronales aprender y representar características complejas en los datos para realizar tareas diversas en campos como visión por computadora, procesamiento de lenguaje natural y más.
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