全局平均池化（Global Average Pooling, GAP）是一種用于卷積神經網絡（CNN）中的池化操作，其主要作用和優點包括：

1. 減少參數數量：全局平均池化層將每個特征圖通過取其所有元素的平均值，壓縮成一個單一值。這有效地減少了模型中的參數數量，相比于全連接層，它不需要額外的權重參數，從而減小了模型的復雜度和過擬合的風險。

2. 空間信息整合：通過對整個特征圖進行平均池化，全局平均池化能夠整合全局的空間信息，而不僅僅是局部的信息。這種整合方式可以更好地捕捉特征圖的全局特性。

3. 避免過擬合：由于全局平均池化沒有額外的參數，可以減少模型的過擬合風險。這對處理數據量較少或復雜度較高的任務尤其有利。

4. 位置不變性：全局平均池化對特征圖的輸入位置不敏感，主要關注的是特征的存在與否，而不是其具體位置。這種位置不變性在很多視覺任務中是有益的，特別是對于圖像分類任務。

5. 簡化模型結構：全局平均池化可以作為卷積層和全連接層之間的橋梁，減少模型的層數和結構復雜性。例如，在經典的卷積神經網絡如ResNet中，GAP被用來替代傳統的全連接層，簡化了模型結構，并保持或提升了性能。

6. 增強對類別特征的聚合：在分類任務中，GAP通過將每個類別的特征圖聚合成一個數值，使得網絡更直接地學習到每個類別的全局特征。這有助于提升分類性能。

通過這些作用，全局平均池化在現代卷積神經網絡中成為一種常用且有效的技術，尤其在深度網絡結構中如Inception和ResNet等，廣泛應用于分類任務中。