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人工(读:gōng)智能与模式识别相关内容

2025-03-16 14:54:23Home-FurnishingsHome

AI人工智能技术是通过怎样的方式实现人脸识别和图片识别的?用通俗的话总的来说,就是利用大数据抽取规律,再利用规律去预测(回归)、分类、聚类未知的输入,得到输出(结果)。单说图片识别:这里面的大数据就是已知的输入(图片)和已知的结果(图片的标签),抽取规律也就是相应的算法(卷及神经网络),预测、分类、聚类就是得到图片的结果(图片识别)

AI人工智能技术是通过怎样的方式实现人脸识别和图片识别的?

用通俗的话总的来说,就是利用大数据抽取规律,再利用规律去预测(回归)、分类、聚类未知的输入,得到输出(结果)。

单说图片识别[繁:彆]:

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这里面的大数据(繁:據)就是已知的输入(图片)和已知的结果(图片的标签),抽取规律也就是相应的算法(卷及jí 神经网络),预测、分类、聚类就是得到图片的结果(图片识别)。

可以分为以下几步《拼音:bù》:

第一步:数据的预【pinyin:yù】处理。

图片是由一个一个的像素组成的,就《pinyin:jiù》拿[读:ná]入门的案例说吧,MNIST数据集,是一个手写数字的数(繁体:數)据集,每一张图片都是由28×28个像素点形成的。

就像这样《繁:樣》:

总共有60000张这开云体育样的图片,而图片的标签(也就是结果《练:guǒ》)也是已知的(0~9),那么设输入为x输出为y,

计算机是[练:shì]无法读懂{练:dǒng}图片的,所以我们要将图片转换《繁体:換》成计算机所能认识的东东。

矩jǔ 阵:

x就是一个28×28的矩阵每一个点表示图片中相应位置的灰度。有的神经网络为了更简化的计算,将28×28 的矩阵,转换为一个1×784的向量(一维矩阵)。这里的x是28×28×1,这个1表示的是单通道,也就是只有一种(繁体:種)颜色。如(rú)果是彩色图片的话,那么就应该是28×28×3,这个3表示的是RGB三个颜色通道。

y就是一个数字zì ,0~9。

有些算法还会降x,y进行归一化,也就是转换(繁:換)为0~1之间的矩阵、数字。

第二步:抽取特征【zhēng】。

卷[繁体:捲]积开云体育(特征提取)的具体计算方法:

其中input为输入,filter叫做卷积核(暂且理解为滤波器),output叫做特征图,特征图的个《繁:個》数和filter的个数是相{pinyin:xiāng}同的(filter W0、filter W1)。既然是矩阵,那么可以设中间的参数是W,于是就有Wx b = output。这里的W是我们最终要训练出来的。

计算方法【fǎ】:

w0与x蓝色区域做内积(对应位(pinyin:wèi)置相乘后相加):

f1第1层[繁:層] = 0×1 0×1 0×1 0×-1 1×-1 1×0 0×-1 1×1 1×0 = 0

极速赛车/北京赛车f1第2层 = 0×-1 0×-1 0×1 0×-1 0×1 1×0 0×-1 2×1 2×0 = 2

f1第3层 = 0×1 0×0 0×-1 0×0 2×0 2×0 0×1 0×-1 0×-1 = 0

那么根据神经网络(繁体:絡)得分函数:f(x,w) = wx b

这(繁体:這)里的b =1

那么输出的得分值[pinyin:zhí]就为f1 f2 f3 b = 0 2 0 1 =3

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最右边绿色的{练:de}矩阵第1行,第1列,就是3

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将卷积核在{拼音:zài}输入矩阵滑动,

同理[pinyin:lǐ]可以计算

这[繁:這]里的输出叫做特征图。

这里就可以看出,经过卷积核Filter(滤波器《pinyin:qì》),将图片浓缩了,浓缩之后,再进行一次非线性的处理,用一些非线性的函数将线性结果非线性化(叫做激活函数),这层叫作卷积【繁:積】层【céng】。

这里只是一层,大型数据(繁体:據)集(输入很多的情况)一层是不《读:bù》够的,需要很多层,输入-卷积(繁体:積)-输出-卷积-输出........。

比如VGG-16,就有16个卷(繁:捲)积层。

进一步浓缩叫做[zuò]池化层。

同样有一个filter,将特征图进行MAX(取最大值[pinyin:zhí])或者MEAN(取《读:qǔ》均值),进一步浓缩特征。

浓缩完特征之后,接着后(繁体:後)面的层叫做全连接层。

就是将权重参数W(矩阵),分别乘以[pinyin:yǐ]池化完成的结果,得到最终《繁:終》的分类结果比如前边所说的0~9的手写字体,要分10个类《繁:類》别,如果池化完成的结果是1×64,那么全连接层就应该是64×10,最终得到1×10的矩阵,就是分类0~9的结果。

以上最重要的就是要求W,也就是最前边说的,根据大数据找规[拼音:guī]律。

第三步bù :参数更新

那么还有问题(tí),W是多少谁知道?

没人{练:rén}知道,这里是根据计算机一步一步的试出来的,

先随机的给出一组W,算出结果Y1,利用已知的x当做输入,用已知的y与y1坐差值,那么Y1-y就会有一【练:yī】个差值,就是预测值和真实值的差值。称作损失函数,有些叫做代价函数。当代价《繁:價》函数最小的时候,预测值Y1和真实值y的差距越来越小,当差距在我们可以接受的范围内,那么就可以认为,由权重参数W生成的Y1可以对输入(拼音:rù)x进行预测和分类。

那么如何让损失函数最小呢?这里《繁:裏》并不是求导后求极jí 值点,而是对损失函数求导数,调整W,使得差值沿着导数的方向前进,最终达到极小值点。

这时候得到的W就是我们最终要的(读:de)结果了。

第四[拼音:sì]步:利用参数

既然得到了W,我们就可以利用这个W,将一个未知结果的x输入,从而得到通过W计算出的y,这个y就是图片识别的结果。

现在有很多的开源深度学习框架,是各大[拼音:dà]著名公司封装好的函数(已经造好的轮(读:lún)子),

以下是【shì】一个卷积神经网络识别MNIST的小例子(基《pinyin:jī》于google深度学(繁体:學)习框架TensorFlow):

只是《shì》经过了21次的参数更新,最终的识别准确率在99%以上。

输出《繁:齣》结果:

Extracting MNIST_data/train-images-idx3-ubyte.gz

Extracting MNIST_data/train-labels-idx1-ubyte.gz

世界杯下注

Extracting MNIST_data/t10k-images-idx3-ubyte.gz

Extracting MNIST_data/t10k-labels-idx1-ubyte.gz

第0次迭代,测试集准《繁:準》确率是0.7688

第1次迭[练:dié]代,测试集准确率是0.7831

第2次迭代,测试集准确率是[练:shì]0.8829

第3次迭代,测试(shì)集准确率是0.8883

第4次迭代,测试集准确率是【练:shì】0.889

第5次迭代,测试集准确率[练:lǜ]是0.8919

第6次迭代,测试集[读:jí]准确率是0.8908

第7次迭代,测试[繁体:試]集准确率是0.893

第8次迭代,测(cè)试集准确率是0.894

第9次【澳门银河读:cì】迭代,测试集准确率是0.8949

第10次迭[dié]代,测试集准确率是0.8927

第11次迭代,测试(繁体:試)集准确率是0.8935

第12次迭代,测试集准确率是(pinyin:shì)0.8948

第13次(读:cì)迭代,测试集准确率是0.9873

第14次迭代,测《繁:測》试集准确率是0.9881

第15次迭代,测试集准确《繁:確》率是0.9864

第16次澳门巴黎人(读:cì)迭代,测试集准确率是0.9885

第17次迭代,测试集准[繁:準]确率是0.9906

第18次迭代,测(繁:測)试集准确率是0.9876

第19次迭代《dài》,测试集准确率是0.9884

第20次【练:cì】迭代,测试集准确率是0.9902

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