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神经网络图像识别技术研究

目录

内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1.1图像识别技术的发展概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.2神经网络在图像识别中的应用价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.3研究的必要性与紧迫性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2研究目标与内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1研究的主要目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.2论文的主要内容框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

理论基础与文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1神经网络模型概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1.1前向传播、反向传播和梯度下降算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1.2激活函数的作用与选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1.3网络的训练与优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2图像识别技术基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2.1图像预处理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.2特征提取方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2.3分类器设计与评估标准．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.3相关研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3.1国内外研究现状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.3.2研究进展与创新点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

神经网络图像识别系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1.1系统总体架构图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.1.2各模块功能划分与协作机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2数据准备与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2.1数据集的选择与采集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.2.2数据的预处理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.2.3数据增强技术的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.3模型训练与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.3.1训练集与验证集的划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.3.2超参数调优策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.3.3模型性能评估指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.1实验环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.1.1硬件配置要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.1.2软件平台介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.2实验结果展示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.2.1模型准确率统计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50