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基于 AlexNet 网络的模式识别系统的设计与实现代码大全.pdf
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题目 基于
AlexNet
网络的模式识别系统的设计与实现
1
.
1
题目的主要研究内容
(1)工作的主要描述
通过 AlexNet 网络构建模型进行训练数据集,实现对画图像进行识别与分
类,通过训练模型,最终随机导入一张花的图片,系统给出图片中花的种类以及
概率。
(2)系统流程图
图 1
1
.
2
题目研究的工作基础或实验条件
开发工具:
PyCharm
调用库:
numpy
、
matplotlib.pyplot
、
math
、
pandas
、
os
、
torch
、
AlexNet
、
time
1
.
3
数据集描述
1.flower_photos(解压的数据集文件夹,3670 个样本)
2.rain(生成的训练集,3306 个样本)
3.val(生成的验证集,364 个样本)
图
1
花的种类:daisy(雏菊),dandelion(蒲公英),roses(玫瑰),sunflowers(向日葵
花),tulips(郁金香)
1
.
4
特征提取过程描述
整个卷积层实现对图片进行特征提取:
第一层卷积
第 一 层 输 入 数 据 为 原 始 的 224*224*3 的 图 像 , 这 个 图 像 被
kernel_size=11*11*3 的卷积核进行卷积运算,卷积核沿原始图像的 x 轴方向和
y 轴方向两个方向移动,移动的步长 strides=4。因此,卷积核在移动的过程中
会生成 55 个像素。共有 96 个卷积核,会生成 55*55*96 个卷积后的像素层。96
个卷积核分成 2 组,每组 48 个卷积核。对应生成 2 组 55*55*48 的卷积后的像素
层数据,这些像素层经过 ReLU 处理,生成激活像素层,尺寸仍为 2 组 55*55*48
的像素层数据。
池化运算,max_pooling, pool_size = (3, 3), stride = 2,池化后像素
的规模为 27*27*96。这 96 层像素层分为 2 组,每组 48 个像素层,每组在一个
独立的 GPU 上进行运算。
图
2
第二层卷积
第二层输入数据为第一层输出的 27*27*96 的像素层,为便于后续处理,
padding=[2,2],即每幅像素层的左右两边和上下两边都填充 2 个像素;27*27*96
的像素数据分成 27*27*48 的两组像素数据,两组数据分别再两个不同的 GPU 中
进行运算。每组像素数据被 kernel_size=5*5 的卷积核进行卷积运算。卷积核沿
原始图像的 x 轴方向和 y 轴方向两个方向移动,移动的步长为 stride=1。因此,
卷积核在移动的过程中会生成 27 个像素,共有 256 个 5*5 的卷积核;这 256 个
卷积核分成两组,每组针对一个 GPU 中的 27*27*48 的像素进行卷积运算。会生
成两组 27*27*128 个卷积后的像素层。这些像素层经过 ReLU 处理,生成激活像
素层,尺寸仍为两组 27*27*128 的像素层。
池化运算,max_pooling, pool_size = (3, 3), stride = 2,池化后像素
的规模为 2 组 13*13*128 的像素层,这 256 层像素层分为 2 组,每组 128 个像素
层每组在一个 GPU 上进行运算。
图
3
第三层卷积
第三层输入数据为第二层输出的 13*13*256 的像素层,为便于后续处理,
padding=[1,1],即 每 幅 像 素 层的左 右 两 边 和 上下两 边 都 填 充 1 个像 素 ;
13*13*256 的像素数据分成 13*13*128 的两组像素数据,两组数据分别再两个不
同的 GPU 中进行运算。每组像素数据被 kernel_size=3*3 的卷积核进行卷积运算。
卷积核沿原始图像的 x 轴方向和 y 轴方向两个方向移动,移动的步长为
stride=1。因此,卷积核在移动的过程中会生成 13 个像素,共有 384 个 3*3 的
卷积核;这 256 个卷积核分成两组,每组针对一个 GPU 中的 13*13*128 的像素进
行卷积运算。会生成两组 13*13*192 个卷积后的像素层。这些像素层经过 ReLU
处理,生成激活像素层,尺寸为两组 13*13*192 的像素层。
图
4
第四层卷积
第四层输入数据为第三层输出的 13*13*384 的像素层,为便于后续处理,
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李逍遥敲代码
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