基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的圖像識(shí)別及其應(yīng)用研究.pdf

1、深度信念網(wǎng)絡(luò)（Deep Belief Network, DBN）是近年來(lái)新興的一種機(jī)器學(xué)習(xí)模型。其動(dòng)機(jī)在于模擬人的思維方式來(lái)學(xué)習(xí)、分析數(shù)據(jù)，比如文本、聲音和圖像。DBN結(jié)合了無(wú)監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練和有監(jiān)督微調(diào)的學(xué)習(xí)過(guò)程，具有自動(dòng)提取樣本概率分布和獲取樣本本質(zhì)特征的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的圖像識(shí)別。
　　本文在分析了現(xiàn)有的DBN理論的基礎(chǔ)上，深入研究了DBN圖像識(shí)別的改進(jìn)算法及其應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面。
　　針對(duì)DBN識(shí)別

2、性能不太高的缺點(diǎn)，提出了兩種DBN圖像識(shí)別的改進(jìn)算法。一種是基于多尺度主線方向特征的DBN識(shí)別方法，該方法首先依據(jù)多尺度主線方向特征的提取流程，從樣本圖像中提取主線特征，然后將主線特征作為原幅值特征的指導(dǎo)信息，一起輸入到DBN網(wǎng)絡(luò)中；另外一種是基于差異稀疏化的DBN識(shí)別方法，該方法首先定義了差異的概念，將圖像的灰度值轉(zhuǎn)化成差異表示矩陣，實(shí)現(xiàn)了低灰度區(qū)域的擴(kuò)張，高灰度區(qū)域的壓縮，增強(qiáng)了圖像的對(duì)比度，隨后對(duì)差異特征矩陣進(jìn)行去均值、歸一化以及

3、稀疏化處理，最后將得到的稀疏化后的差異矩陣輸入到DBN網(wǎng)絡(luò)中。通過(guò)在MNIST、CIFAR-10以及SVHN等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)上的實(shí)驗(yàn)表明，這兩種改進(jìn)算法都能有效地提高DBN的識(shí)別性能。
　　接著，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)中的故障指示器狀態(tài)檢測(cè)和絕緣子故障識(shí)別進(jìn)行了研究與應(yīng)用，采用改進(jìn)的DBN圖像識(shí)別方法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，兩個(gè)應(yīng)用在分類識(shí)別效果方面都取得了不錯(cuò)的效果，同時(shí)，也驗(yàn)證了改進(jìn)算法的有效性和實(shí)用價(jià)值。最后，進(jìn)一步提出了一種基于圖