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《繁:圖》片识别:
这里面的大数据就是已知的输入(图片)和{拼音:hé}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(拼音:yù)测、分类、聚类就是得到图片的《读:de》结果(图片识别)。
可以分为以{yǐ}下几步:
第一步{pinyin:bù}:数据的预处理。
图片是由一个一个的像素组成的,就拿入门的案例说吧,MNIST数据集,是一个【练:gè】手写【pinyin:xiě】数字的数据集,每一张图片都是由28×28个像素点形成的。
就(拼音:jiù)像这样:
总共有《练:yǒu》60000张这样的图片,而图片的标签(也就是shì 结果)也是已知的(0~9),那么设输入为x输出为y,
计算机是无法读懂图片的,所以我们要【读:澳门永利yào】将图片转换成计算机所能认识的东东。
矩阵[繁:陣]:
x就是一个28×28的矩阵每一【练:yī】个点表示图片中相应位置的灰度。有的神经网络为了更简《繁体:簡》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,也就是只有一种颜色。如果是彩色图片【拼音:piàn】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《拼直播吧音:jiù》是一个数字,0~9。
有些【拼音:xiē】算法还会降x,y进行归一化,也就是转换为0~1之间的矩阵、数字。
第二步《pinyin:bù》:抽取特征。
卷积(特征提取qǔ )的具体计算方法:
其中input为输(繁体:輸)入,filter叫做卷积核(暂且理解为滤波器),output叫做特(tè)征图,特征图的个数和filter的个数是相同的(filter W0、filter W1)。既然是矩阵,那么可以设中间的参数是W,于《繁:於》是就有Wx b = output。这里的W是我们最终要训练出来的。
计[繁体:計]算方法:
w0极速赛车/北京赛车与x蓝色区域做内积(对应位置相乘后相加(读:jiā)):
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
f1第2层 = 0×-1 0×-1 0×1 0×-1 0×1 1×0 0×-1 2×1 2×0 = 2
开云体育f1第3层(céng) = 0×1 0×0 0×-1 0×0 2×0 2×0 0×1 0×-1 0×-1 = 0
那么根据神经网络得分《读:fēn》函数:f(x,w) = wx b
这(读:zhè)里的b =1
那{pinyin:nà}么输出的得分值就为f1 f2 f3 b = 0 2 0 1 =3
最右边绿色的矩阵第1行,第1列,就是3
将卷积核在输入矩(繁:榘)阵滑动,
同理可以【练:yǐ】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),将图片浓缩了,浓缩之后,再进行一次非线性的《读:de》处理,用一些非线性的函数将[繁:將]线性结果非线性化(叫做激活函数),这层叫作卷积层。
这里只是一层,大型数据集jí (输入很多的情况)一层是不够(繁:夠)的,需要很多层,输入-卷积-输出-卷积-输出........。
比如VGG-16,就有[pinyin:yǒu]16个卷积层。
进一步浓《繁体:濃》缩叫做池化层。
同样有一个filter,将特征图进行MAX(取(练:qǔ)最大值)或者MEAN(取均(jūn)值),进一步浓缩特征。
浓{练:nóng}缩完特征之后,接着后面的层叫做全连接层。
就是将权重参数W(矩阵),分别乘以池化完成的结果,得到最终的分类结果比如【练:rú】前边所说的0~9的手写字体,要分10个类别,如果池化完成的结果是1×64,那么全连(拼音:lián)接层就应该是64×10,最{拼音:zuì}终得到1×10的矩阵,就是分类0~9的结果。
以(读:yǐ)上最重要的就是要求W,也就是最前边说的,根据大数据找规律。
第三步:参数《繁体:數》更新
那么还有问[繁体:問]题,W是多少谁知道?
没人知道,这里是根据计算机一步一步【pinyin:bù】的试出来的,
先随机(繁体:機)的给出一组W,算出结果Y1,利用已知的x当做输《繁体:輸》入,用已知的y与y1坐差值,那么Y1-y就会有一个差值,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《繁:爲》,由权重参数W生成的Y1可以对输入x进行预测和分类。
那么如何让损失(shī)函数最小呢?这里[繁:裏]并不是求导后求极值点,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就是我们最终要的结【繁体:結】果了。
第四{读:sì}步:利用参数
既然得到了W,我们就可以利用这个W,将一(yī)个未知结果{guǒ}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{繁:結}果。
现在有很多的开源深度(读:dù)学习框(kuāng)架,是各大著名公司封装好的函数(已经造好的轮子),
以下(pinyin:xià)是一个(繁:個)卷积神经网络识(繁体:識)别MNIST的小例子(基于google深度学习框架TensorFlow):
只是经过了21次的参数更新,最终的识别准确率在[zài]99%以上。
输出《繁体:齣》结果:
Extracting MNIST_data/train-images-idx3-ubyte.gz
Extracting MNIST_data/train-labels-idx1-ubyte.gz
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(繁体:準)确率是0.7688
第1次迭代,测{练:cè}试集准确率是0.7831
第2次迭代《拼音:dài》,测试集准确率是0.8829
第3次迭代,测试集准(zhǔn)确率是0.8883
第4次迭代,测试集(pinyin:jí)准确率是0.889
第5次迭代,测《繁体:測》试集准确率是0.8919
第6次迭代,测试集准确《繁体:確》率是0.8908
第7次【读:cì】迭代,测试集准确率是0.893
第8次迭代,测试(繁体:試)集准确率是0.894
第9次迭代(读:dài),测试集准确率是0.8949
第10次迭《练: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,测澳门巴黎人试(繁:試)集准确率是0.8948
第13次《读:cì》迭代,测试集准确率是0.9873
第14次cì 迭代,测试集准确率是0.9881
第15次迭代[拼音:dài],测试集准确率是0.9864
第16次迭《pinyin:dié》代,测试集准确率是0.9885
第17次迭代,测试集(拼音:jí)准确率是0.9906
第18次【拼音:cì】迭代,测试集准确率是0.9876
第19次迭代,测试集准确率是(拼音:shì)0.9884
第20次迭《读:dié》代,测试集准确率是0.9902
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