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基于深度学习系统的图像识别方法研究

2019-04-27张珏

课程教育研究 2019年10期
关键词:图像识别分析方法

【摘要】随着人工智能技术的发展,图像识别技术水平不断提升,极大地改变传统的图像识别方式,通过运用大数据,保证实际的识别准确率。但是不同深度学习系统具有各自的优势和缺点。因此,本文结合深度学习系统的图像识别方法进行分析论述。

【关键词】深度学习系统 图像识别 方法 分析

【课题项目】湘潭市科技指导性计划项目,课题名称:《基于卷积深度学习系统的图像识别方法研究》,课题编号:ZJ20171019。

【中图分类号】TP391.41 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)10-0231-02

图片作为互联网时代重要信息载体,为人们生产生活提供了极大的便利。在进行图像识别过程中,图片中包含大量的信息,这就需要技术人员深度分析学习模型,结合图片的特征,利用大数据处理技术,做好信息的提取,分析不同单元之间的联系,真正发现图像内部的结构特征。因此,本文从深度学习系统入手,就如何做好图像识别展开论述,并且提出合理化建议与意见。

一、卷积神经网络在图像识别中的具体应用

(一)卷积神经网络结构

卷积神经网络简称CNN,属于深度前馈神经网络,主要包括以下几方面的内容:第一,卷基层,属于整个卷积神经网络的核心构件,是一个权值矩阵,通过对原始图像矩阵分析,可以提取特定信息,满足实际分析的要求。在多层卷积中,第一层主要提取一般的特征。对于深层的卷积神经网络,可以提取更加复杂的特征。为了有效解决不同位置像素点利用率不同的问题,技术人员可以采取填充的方式,通过卷基层,不断输出激活图。第二,池化层,就是为了有效减少网络中的计算量,提升实际的运行速度,通过引入池化层,技术人员可以把特征图分成若干个区域,实现区域的最大池化,最大限度减少图像空间,不断减少计算量,有效保留输入图像的特征。在这种情况下,图像的尺寸减少。第三,为了实现图像不同类别数量输出的目标,技术人员可以采用全连接层,真正把局部特征融入到整体特征中。同时,技术人员可以利用损失函数计算可能出现的误差,然后进行反向的传播,通过不断更新卷积核参数的改进,满足实际识别的基本要求。

(二)卷积神经网络在图像识别应用分析

卷积神经网络基本模型主要包括训练数据和测试数据的图像,具体包括以下几层,其中第一层和第三层为卷基层,第二层和第四层为池化层,第五层和第六层为全连接层。另外,输入层就是把图片进行填充。

二、深度信念网络技术在图像识别中的应用

(一)深度信念网络模型结构

技术人员利用深度信念网络,通过学习进行概率重构。网络模型在完成第一个学习步骤以后,可以进行监督训练,从而构成深层神经网络。根据实际运行情况,深度信念网络模型主要包括预训练和微调两个步骤。其中预训练就是预估初始化的权重参数,通过CD算法,然后单独训练每一层网络,具体包括以下几个步骤:需要做好可见单元初始化工作,从而获得训练矢量和权值矩阵,然后进行隐含单元的更新,再利用隐含单元更新可见单元,以上统称为重建,这就要求技术人员对每一层进行重建,做好参数的刷新。在REM完成训练以后,就会有新的REM进行堆积,在最终的训练层进行输入。通过不同重复上述过程,可以满足实际的停滞标准。根据CD算法的要求,其中最大可能性比较粗糙,但是具有良好的有效性。

在完成预训练之后,技术人员需要微调参数。其中深度信念网络的BP神经网络能够对训练分类器进行监督。根据实际运行的情况,隐含层具有独立性的特点,其中每一层REM网络只能保证层次权值向特征向量映射实现最优,这就需要对全连接进行相应的微调。在利用REM网络模型进行训练过程中,是初始化BP网络权值参数,保证参数的合理性,减少训练时间,提升运行效率。

(二)在图像识别中的具体应用

深度信念网络模型在应用到图像识别过程中,极大地提升了识别的效率,缩短了识别时间,可以充分发挥大数据的优势,对初始权值参数进行全面优化,得到了广泛的应用,满足了用户对图像识别的基本要求。在利用深度信念网络模型应用到手写字体识别过程中,可以设置成双层的DBN结构,其中隐含层设置了100个单元,因此,可以将RBM和BP层的迭代次数设置为100,从而满足实际识别的要求。

综上所述,深度学习系统是当前智能化技术发展的重要内容,可以進行数据的处理、调整以及训练。其中卷积神经网络算法具有很强的适应性,但是也存在一定的缺点。对于深度信念网络模型,可以初始化权值参数进行优化,但是训练时间过长,用户可以结合实际情况,选择不同的识别系统。

参考文献:

[1]彭骋.基于深度学习的图像检索系统[J].通讯世界,2018(06):258-259.

作者简介:

张珏(1986-),女,汉族,湖南湘潭人,讲师,在读研究生,研究方向为信息技术教育。

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