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1.30、基于卷积神经网络的手写数字旋转角度预测(matlab)

2024年07月28日 C/C++ 我要评论
对于图像输入,指定一个图像输入层。指定四个 convolution-batchnorm-ReLU 模块,并增加滤波器数量。在每个模块之间指定一个具有池化区域的平均池化层,步幅大小为 2。在网络末尾,包含一个全连接层,其输出大小与响应数量匹配。基于卷积神经网络的手写数字旋转角度预测是一个常见的计算机视觉问题,通过使用MATLAB深度学习工具箱可以比较方便地实现。数据准备:准备包含手写数字图像和对应旋转角度标签的数据集,如MNIST数据集。模型建立。

1、卷积神经网络的手写数字旋转角度预测原理及流程

基于卷积神经网络的手写数字旋转角度预测是一个常见的计算机视觉问题。在这种情况下,我们可以通过构建一个卷积神经网络(convolutional neural network,cnn)来实现该任务。以下是基于matlab的手写数字旋转角度预测的原理和流程:

原理:

  1. 数据准备:首先,准备一个包含手写数字图像和其对应标签(即旋转角度)的数据集。这些图像可以是mnist数据集的手写数字。

  2. 模型建立:构建一个cnn模型,包括卷积层、池化层、全连接层等,来学习手写数字图像的特征并预测它们的旋转角度。

  3. 训练模型:利用准备好的训练数据集对cnn模型进行训练,通过反向传播算法来调整模型参数以最小化预测与真实标签之间的误差。

  4. 模型评估:使用测试数据集对训练好的模型进行评估,计算模型的准确率或其他性能指标,以评估其在预测手写数字旋转角度方面的性能。

流程:

  1. 加载数据集:在matlab中加载手写数字图像数据集,并对图像进行预处理和标签处理,以便输入到cnn模型中。

  2. 构建cnn模型:使用matlab深度学习工具箱中的函数(如convolution2dlayermaxpooling2dlayerfullyconnectedlayerclassificationlayer)构建一个适合手写数字旋转角度预测的cnn模型。

  3. 定义训练选项:设置训练选项,包括优化器类型、学习率、最大训练轮数等。

  4. 训练模型:使用训练数据集对cnn模型进行训练,通过调用trainnetwork函数并传入训练数据和训练选项来完成训练过程。

  5. 评估模型:使用测试数据集对训练好的模型进行评估,计算准确率等性能指标。

  6. 预测手写数字的旋转角度:最后,使用训练好的模型对新的手写数字图像进行预测,得到其旋转角度的预测结果。

这是基于卷积神经网络的手写数字旋转角度预测的基本原理和流程。

2、卷积神经网络的手写数字旋转角度预测案例说明

1)解决问题

卷积神经网络来预测手写数字的旋转角度

2)技术方案

回归任务涉及预测连续数值而不是离散类标签,回归构造卷积神经网络架构,训练网络,并使用经过训练的网络来预测旋转手写数字的角度。

3、加载数据

1)数据说明

数据集包含手写数字的合成图像以及每个图像的旋转角度(以度为单位)。

2)加载数据代码

说明:变量 anglestrain 和 anglestest 是以度为单位的旋转角度。训练数据集和测试数据集各包含 5000 个图像。

load digitsdatatrain
load digitsdatatest

3)显示训练集代码

numobservations = size(xtrain,4);
idx = randperm(numobservations,49);
i = imtile(xtrain(:,:,:,idx));
figure
imshow(i);

 视图效果

06f6163700a5438b802835e39b5c0504.png

4)数据集划分代码

<

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