基于LeNet-5的手写数字识别的改进方法

手写体识别是计算机视觉的一个重要研究方向。在手写体识别中,常规方法的泛化性能通常较低。相比之下,人工神经网络能够从样本数据中学习特征表达。文章详细探讨了基于LeNet-5和基于卷积神经网络的手写数字识别方法,并设计了图形用户界面(GUI)进行实际测试。测试结果显示,改进后的LeNet-5模型在手写数字识别上相较于传统LeNet-5模型有一定提升。

基于改进LeNet-5网络的堆芯燃料组件编码识别

在核电站堆芯核燃料组件水下组装作业中,需要通过视觉技术进行组件编码的识别以便准确定位组件的安装位置。针对水下环境中弱光照等问题导致了图像质量的降低,本文通过乘方增强算法、OSTU算法、CLAHE算法和拉普拉斯变换的方法来实现堆芯燃料组件编码字符水下图像的增强。为了提高编码识别效果,提出了一种整合LeNet-5网络和支持向量机(SVM)的模型,在网络中添加BN(Batch Normalization)层与Dropout层来加速网络的运行速度,并改进Sigmoid函数,增加函数的平滑性,以此来减少梯度消失。实验表明,在自定义数据集上的验证准确率为99.82%,识别率为100%,相比于其他模型有显著的提升。

基于权重分摊的LeNet-5卷积神经网络防御策略

随着神经网络在自动驾驶、医疗诊断等关键领域的应用不断深入,如何确保神经网络的鲁棒性和安全性已成为当前研究的热点和挑战。在对抗攻击、数据中毒攻击、后门攻击等众多攻击方式中,随机翻转攻击是一种对安全性影响极大的攻击,其通过改变模型内部的权重参数来攻击网络,以降低网络性能。为应对此攻击方式,研究了一种基于权重分摊的防御策略。通过计算和分析权重的梯度来确定关键神经元,并为这些神经元添加冗余结构,使错误的权重最终被稀释,以提高模型的容错能力。为了验证这一防御策略,以LeNet-5模型为实验对象进行实验。实验表明,在相同的攻击条件下,经过防御后的模型相较于原始LeNet-5模型,容错精度提升了6.5%,相较于Inception-LeNet-5模型在全连接层上容错精度提升了1.9%。

基于1D-LeNet-5模型的滚动轴承故障诊断方法

风力发电过程中,轴承能否正常运行关系到风电机组能否正常工作.针对现有基于深度学习的轴承故障诊断模型结构复杂、参数众多和训练困难的问题,提出了基于LeNet-5模型改进的一维卷积神经网络滚动轴承故障诊断方法.首先,为了更大程度提取故障信息,引入短时傅里叶变换对原始振动信号进行预处理.其次,设计一维网络模型,其感受野更大,计算速度更快;同时,引入Leaky-ReLU激活函数,其对输入信号的细节处理能力更强;并且增加批归一化层和Dropout层,提高模型泛化能力.最后,利用训练后的模型进行故障诊断实验.结果表明,该方法在10类轴承故障分类中诊断准确率能够达到99.98%,针对风电机组轴承故障诊断具有较好的工程应用前景.

基于字符分割和LeNet-5网络的字符验证码识别

为了解决传统验证码识别方法效率低,精度差的问题,设计了一种先分割后识别的验证码处理方案;该方案在预处理阶段用中值滤波去噪,再利用霍夫变换对图像字符进行矫正;在字符分割阶段,利用垂直投影算法确定验证码字符块个数,以及字符坐标点,再用颜色填充算法对验证码进行初步分割,根据分割后的字符块数量对粘连字符进行二次分割;在识别阶段,我们对LeNet-5网络进行了改进,修改了输入层,并用全连接层替换了LeNet-5网络中的C5层,以此来对验证码字符进行识别;实验表明,对于非粘连验证码和粘连验证码,单张图片分割时间为0.14和0.15 ms,分割准确率为98.75%和97.25%,识别准确率为99.99%和97.7%;结果表明,该算法对验证码分割和识别都有着很好的效果。

基于改进LeNet-5优化算法的轴承故障诊断研究

针对直升机自动倾斜器滚动轴承振动信号复杂而传统卷积神经网络对轴承故障信号微小特征提取困难导致的故障诊断精度不高的问题,提出基于LeNet-5网络的一种改进方法。首先,在LeNet-5网络中设计一个新的特征提取模块,形成并行的特征提取框架,增强网络对微小特征的提取能力,缓解直升机故障诊断精度不高的问题。其次,采用Dropout层和自适应的参数算法,避免模型不稳定,加速模型的收敛。最后,利用课题组轴承数据和西储大学公开数据集开展实验,结果表明,相较于原LeNet-5网络模型,改进后的LeNet-5网络具有较高的测试精度,在课题组数据集的测试精度达99.6%,西储大学数据集的测试精度为100%,说明该模型对滚动轴承的故障诊断具有更高的准确率。

基于改进LeNet-5网络的数字电表识别

目前在水下等特殊应用场景的电表识别研究中,虽然LeNet-5网络表现良好,但仍存在泛化能力不足、鲁棒性较差等问题。为此,文章基于改进LeNet-5网络的数字电表识别方法,通过增加激活离群值去除,利用dropout算法和ReLU激活函数增强神经网络泛化能力与鲁棒性。实验结果表明:改进的LeNet-5网络模型在学习速率为0.1%和迭代次数为600次时,网络精度达到99.42%。该方法具有较强的运算能力和较高的网络识别精度,可满足水下数字电表识别需求。

基于LeNet-5卷积神经网络的物探野外手写数字识别方法与实现

物探队野外采集作业时,往往需要野外操作手拍摄作业过程,其中包括当前作业位置的桩号信息,以此来协助室内质检人员对采集的视频数据进行质检工作。传统质检工作常常是由质检人员观看野外作业视频,通过查看视频中所展示的桩号信息是否正确,从而完成该项质检内容,上述质检流程浪费了大量的人力、物力,质检效率较低。本文详细介绍了LeNet-5卷积神经网络模型,并在此基础上利用Matlab软件,实现了对LeNet-5模型的训练和测试。通过训练效果图和测试结果可以看出,LeNet-5卷积神经网络模型可以快速、准确的识别物探工区手写数字,具有较好的准确性、时效性和可重复性。

基于改进LeNet-5网络的污泥沉降比检测研究

在工业废水处理过程中,污泥沉降比检测对于污水处理效果起至关重要的作用,而传统的污泥沉降比检测以人工为主,工作量大且不可控,会对结果会造成不可预计的误差。提出一种基于改进的LeNet-5神经网络的污泥沉降比检测方法,训练之前先对目标进行颜色阈值判定,并在训练过程中提出一种轻量化特征重用网络模和正则分类器模式消除训练过程中Label-dropout的边缘效应,最后根据输出结果借助客户端/服务器(C/S结构)模式搭建整个系统。实验结果表明,改进后的神经网络对测试集的准确率高达96%以上,远高于传统神经网络和人工方法,而且改进后的神经网络更适用于小样本数据集的分类识别,极大提高了准确率和效率。

基于改进LeNet-5网络的交通标志识别方法

针对传统LeNet-5卷积神经网络用于交通标志等多种类识别任务中,存在识别正确率低、网络容易过拟合以及梯度消失等问题进行改进。引入Inception卷积模块组来提取目标丰富的特征,同时增加网络的深度。引入BN (batch normalization)层对输入批量样本进行规范化处理;同时改用性能更好的Relu激活函数,并使用全局池化层代替全连接层,合理改变卷积核的大小和数目。研究结果表明,改进LeNet-5网络能够有效解决过拟合和梯度消失等问题,具有较好的鲁棒性;网络识别率达到98. 5%以上,相比CNN (convolutional neural network)+SVM (support vector machine)提高了约5%,比传统的LeNet-5网络提高了3%。可见,改进后的LeNet-5网络图像识别的准确率得到显著提高。

基于卷积神经网络LeNet-5的车牌字符识别研究

将卷积神经网络LeNet-5引入到车牌字符识别中。为了适应目前中国车牌字符识别的需要,对传统的卷积神经网络LeNet-5的结构进行了改进,主要是改变输出单元的个数与增加卷积层C5特征图的个数。研究结果表明,改进后的LeNet-5比传统的LeNet-5的识别率有所提高,识别率达到98.68%。另外,与BP神经网络进行了比较研究,从实验中可以看出在字符识别的正确率和识别速度上都优于BP神经网络。卷积神经网络在车牌识别中具有很好地应用前景。

基于卷积神经网络LeNet-5的货运列车车号识别研究

针对货运列车车号字符识别,提出了基于卷积神经网络Le Net-5的改进识别方法,考虑到卷积神经网络的层次化以及局部领域等结构特点,对网络中各层特征图的数量及大小等参数进行相应的改进,形成了适用于货运车号识别的新网络模型。实验结果表明,该方法对车号的断裂、污损等问题的解决有较强的鲁棒性,达到了较高的识别率,为整个车号识别系统的精确性提供了保障。

基于LeNet-5模型的太阳能电池板缺陷识别分类

太阳能电池板是光伏发电组件的核心部件,其质量的优劣直接关系安全发电和发电效率。因此,对太阳能电池板进行缺陷检测具有重要的实际价值。考虑到人工检测的低效性和高成本,本文提出利用在深度学习领域图像分类性能良好的卷积神经网络对太阳能电池板图像进行自动识别分类。利用Tensorflow平台Tensorboard的可视化性能,对经典卷积神经网络Le Net-5模型进行结构改善和超参数的调整,并将改进LeNet-5模型与经典LeNet-5模型和支持向量机的分类结果互相对比,结果表明改进LeNet-5模型的分类效果最优。

改进卷积Lenet-5神经网络的轴承故障诊断方法

针对滚动轴承微弱信号在强噪声、变工况复杂环境下,难以实现有效的故障诊断问题,提出了一种改进卷积Lenet-5神经网络的轴承故障诊断方法。首先,对采集的一维时域轴承振动信号进行预处理转化成便于卷积操作的二维灰度图;其次,将最基本的Lenet-5模型中的连续单向的传统卷积层改进为Block1模块、Block2模块、Block3模块,提取到更完整、更精准的特征信息;最后,为了防止网络出现过拟合现象,采用L2正则化和Dropout优化网络。为了验证本文所提方法在复杂工况环境的鲁棒和泛化性能,利用滚动轴承数据集和变速箱实验数据集进行实验验证。轴承数据集实验结果表明,本文所提出的方法在变噪声实验中准确率平均值都在99.3%;在变负荷实验中,故障诊断准确率都高于90.26%;在变工况实验中,故障诊断准确率平均值都高于89.01%;在变速箱数据集实验中,抗噪性故障诊断准确率高达96.3%。采用改进的Lenet-5方法对滚动轴承12种故障类型具有更好的分辨能力,在变工况下具有更好的抗干扰性和泛化性能。

基于改进LeNet-5网络的车牌字符识别

引入了Inception-SE卷积模块组来提升LeNet-5网络的广度与深度,运用SE模块增强了有用的特征并抑制了对当前任务用处不大的特征;使用BN层和Dropout优化网络,防止梯度弥散,提升精度;使用全局池化层(global average pooling,GAP)代替全连接层来减少网络计算参数.研究结果表明:改进后网络的识别精度达到了99.88%,比传统的LeNet-5网络提高了1.71%.

基于EEMD和LeNet-5的脑电信号情绪识别

随着科学技术的进步,人们对情绪这一概念有了全新的认识,从过去认为情绪来源于“心”逐渐发展到了当下普遍认为情绪来源于“脑”。针对脑电信号所具有的诸多特性,首先通过去除心电、肌电噪声,滤波提取脑电信号中的有用波段;再利用集合经验模态分解算法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)对脑电信号进行特征提取,利用提取特征通过空间插值法绘制脑电地形图;接着利用LeNet-5算法开展具体情绪识别,并建立模型。最终通过不断地改进模型,显著提高了情绪识别准确率,准确率最高可达80.1%。

基于Lenet-5的卷积神经网络改进算法

在当前语音识别和图像识别领域,卷积神经网络已经取得了很大的成功。现有的Lenet-5卷积神经网络是多层网络结构,但是大量实验表明,从全链接层到输入层的回调影响了最终的精度,特别是在有限数据量的情况下。因此提出了单层回调的Lenet-5算法,即在Lenet-5卷积神经网络的卷积层后添加一个临时输出层,与真实标签进行比较,根据误差函数对层间参数进行回调,并用全球手写数字MNIST数据集进行训练和测试。实验表明,即使在有限数据量的情况下算法的精度仍能得到提高。

基于改进LeNet-5的车牌识别算法

传统的车牌识别算法包括模板匹配、特征统计等方法,但是这些算法依赖于人工提取图像特征,识别准确率低。卷积神经网络LeNet-5算法能够自动提取车牌图像的特征,提高车牌识别准确率。但是目前基于LeNet-5网络结构的车牌识别算法存在识别不完整,运算时间长等缺点。提出基于改进的LeNet-5网络的车牌识别算法,该算法将输入车牌字符图像归一化为32×16大小,并通过删除传统LeNet-5网络中的C5层、修改输出层中神经元个数等,将车牌字符按照汉字和数字/字母的形式识别输出。通过采集大量车牌数据进行训练验证,结果表明:与前人改进的LeNet-5网络结构相比,本文算法在识别率和时间效率上均得到了提高。

基于贝叶斯优化与改进LeNet-5的滚动轴承故障诊断

考虑到卷积神经网络在滚动轴承故障诊断中存在网络结构难以确定、训练次数过多、时间过长等问题,设计了一种贝叶斯优化改进LeNet-5算法,以及采用该算法构建的轴承故障诊断模型。采用贝叶斯优化训练过程中学习率等超参数,多种故障轴承的振动信号直接作为改进LeNet-5网络的输入,对池化输出采用批归一化处理和改进池化层激活函数防止过拟合,利用全局平均池化层替代全连接层提高改进LeNet-5网络的泛化能力,用Softmax分类器实现滚动轴承故障的分类。通过轴承数据库开展实验,实验表明,该算法构建的轴承故障诊断模型在训练集上准确率为99.94%,验证集上的准确率为99.89%,测试集准确率也达到99.65%,与一维卷积神经网络和二维卷积神经网络对比分析,基于贝叶斯优化改进LeNet-5算法构建的轴承故障诊断模型在滚动轴承的故障诊断模型具有更高的准确率,更少的训练次数和训练时间。

基于改进的LeNet-5网络在单通道图像分类中的研究

针对卷积神经网络在进行图像分类时,存在单通道提取特征不充分和收敛慢等问题,提出一种改进的LeNet-5深度卷积神经网络模型。该模型对通道数量、层次结构等进行了改进,并设计局部误差结构,利用算法来增加局部误差产生数量和层间权值的调整次数。实验表明,与传统的LeNet-5网络相比,所提出模型收敛速度更快和分类准确率更高。