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{pinyin:dān}说图片识别:
这里面的大数据就是已知的输入(图片piàn )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【繁:網】络),预测、分类、聚类就是得到图片的结果(图片识别)。
可以分为以[读:yǐ]下几步:
第一步:数据的预(繁:預)处理。
图片是由一个一个的像素组成的,就jiù 拿入门【mén】的案例说吧,MNIST数据集,是一个手写数字的数据集,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(练:gòng)有60000张这样的图片,而图片的标签(也就是【pinyin:shì】结果)也是已知的(0~9),那么设输入为x输出为y,
计算机[拼音:jī]是无[繁体:無]法读懂图片的,所以我们要将【pinyin:jiāng】图片转换成计算机所能认识的东东。
矩(拼音:jǔ)阵:
x就是一个28×28的矩阵每一个点表示图片中相应位置的灰度。有的神经网络为了更简化的计算,将28×28 的{de}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。如果是彩色图片的话,那么(繁:麼)就应该是28×28×3,这个3表示的是RGB三个颜色通道。
y就是一个数字【读:zì】,0~9。
有些算法还会降x,y进行归一[yī]化,也就是转换为0~1之间的矩阵、数字。
第二èr 步:抽取特征。
卷积(特征【练:zhēng】提取)的具体计算方法:
其中input为输入,filter叫做卷积核(暂且理解为滤波器),output叫做特征图,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{pinyin:nà}么可以设中间的参数是W,于是就有Wx b = output。这里(繁:裏)的W是我们最终要【练:yào】训练出来的。
计算方法[拼音:fǎ]:
w0与x蓝色区域做内积(对《繁体:對》应位置相乘后相加):
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第幸运飞艇2层(繁:層) = 0×-1 0×-1 0×1 0×-1 0×1 1×0 0×-1 2×1 2×0 = 2
f1第3层[繁:層] = 0×1 0×0 0×-1 0×0 2×0 2×0 0×1 0×-1 0×-1 = 0
那么(繁体:麼)根据神经网络得分函数:f(x,w) = wx b
这zhè 里的b =1
那么输出【pinyin:chū】的得分值就为f1 f2 f3 b = 0 2 0 1 =3
最右边绿色开云体育的矩阵第1行,第1列,就是(pinyin:shì)3
将卷积核在输入矩阵滑动[繁:動],
同理可(pinyin:kě)以计算
这里的输出叫【练:jiào】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处理,用一些非线性的函数将线性结果非线[繁体:線]性化(叫做激活函数),这层叫作卷积层(繁体:層)。
这里只是一层,大型数据集(输入很多的情况)一层是不够【pinyin:gòu】的,需要很多[练:duō]层,输入-卷积-输出-卷积-输出........。
比(pinyin:bǐ)如VGG-16,就有16个卷积层。
进一步浓缩(繁:縮)叫做池化层。
同样有一个filter,将特征(拼音:zhēng)图进行MAX(取最大值)或(读:huò)者MEAN(取均值),进一步浓缩特征。
浓缩[繁体:縮]完特征之后,接着后面的层叫做全连接层。
就是将权重参(拼音:cān)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前边所说的0~9的手写字体(繁:體),要分10个类别,如果池化完成的结果是1×64,那【练:nà】么全连接层就应该是64×10,最终得到1×10的矩阵,就是分类0~9的结果。
以上最重要的就是要求W,也就是最前边说的de ,根据大数据找规律。
第三步:参数(繁:數)更新
那么还澳门博彩有【pinyin:yǒu】问题,W是多少谁知道?
没人知道,这(繁体:這)里是根据计算机一步一步的试出来的,
先随机的给出一组W,算出结果Y1,利用已知的x当做输入,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,由权重参数W生成的Y1可以对输入x进行预测和分类。
那么如何让损失函数[繁体:數]最小呢?这里并不是《pinyin:shì》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[piny澳门伦敦人in:de]W就是我们最终要的结果了。
第四步{bù}:利用参数
既然得到了W,我们就可以利用这个W,将一个未知结果的x输入,从(繁:從)而得《dé》到通过W计算出的y,这个y就是图片识别[繁:彆]的结果。
现《繁体:現》在有很多的开源深度学习框架,是[练:shì]各大著名公司封装好的函数(已经造好的轮子【读:zi】),
以yǐ 下是一yī 个卷积神经网络识别MNIST的小(拼音:xiǎo)例子(基于google深度学习框架TensorFlow):
只是经过【练:guò】了21次的参数更新,最终的识别准确率在99%以上。
输出结果{guǒ}:
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《繁体:試》集准确率是0.7688
第1次澳门威尼斯人迭代,测试集准确{练:què}率是0.7831
第2次迭代,测试集准确[拼音:què]率是0.8829
第3次迭代,测试集准[繁:準]确率是0.8883
第4次(拼音:cì)迭代,测试集准确率是0.889
第5次迭代,测《繁:測》试集准确率是0.8919
第6次迭代,测试集准(繁体:準)确率是0.8908
第7次迭代,测试(繁:試)集准确率是0.893
第8次[拼音:cì]迭代,测试集准确率是0.894
第9次迭代,测试集准确《繁:確》率是0.8949
第10次迭代[读:dài],测试集准确率是0.8927
第11次迭代,测试【shì】集准确率是0.8935
第12次迭代,测(繁体:測)试集准确率是0.8948
第13次迭代[拼音:dài],测试集准确率是0.9873
第14次(读:cì)迭代,测试集准确率是0.9881
第15次迭代,测试集准(读:zhǔn)确率是0.9864
第16次迭代,测试集准确(繁:確)率是0.9885
第17次迭代,测试集《pinyin:jí》准确率是0.9906
第18次迭代,测试集准确率{拼音:lǜ}是0.9876
第19次迭代,测试(繁:試)集准确率是0.9884
第20次迭代【读:dài】,测试集准确率是0.9902
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