BP神经网络,即反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network),是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈神经网络。它通常包含输入层、一个或多个隐藏层以及输出层。BP神经网络在信息处理、人工智能、图像识别等领域有着广泛的应用。 手写数字识别是神经网络应用的一个重要领域,通常采用机器学习算法进行识别。传统的软件实现方式依赖于数据的串行传送,而神经网络本身具有并行数据处理的特性。为了实现数据的实时处理,可以利用FPGA(现场可编程门阵列)硬件平台,因为FPGA能够利用其并行计算和高速信息处理的优势来提高效率。 FPGA是一种可以通过编程来配置的集成电路,允许用户在硬件级别上实现自定义的算法。随着技术的发展,FPGA的集成度越来越高,拥有数百万个门电路以及集成处理器核心(如PowerPC)、高速乘法单元和其他功能单元。这使得FPGA成为实现复杂算法,尤其是在实时数据处理场景下的理想选择。 研究中使用了MNIST数据集,这是一个包含手写数字图像的数据集,常用于训练各种图像处理系统。数据集中的60000个样本用于训练BP神经网络。BP算法主要由随机梯度下降算法和反向传播算法组成,通过小批量数据迭代的方式(本例中为30次)进行网络权重和偏置的训练。 在FPGA上实现BP算法,需要采用硬件描述语言(如Verilog)编写代码,以实现算法的各个组成部分,包括时序控制、网络状态控制、激活函数(如S型函数Sigmoid及其导数的线性拟合)等。网络权重和偏置的初始化通常采用高斯分布方法,本研究中使用的是均值为0,方差为1的分布。 为了评估设计的网络性能,采用了Quartus 13.0和ModelSim进行仿真与分析,这是一种常见的数字逻辑电路仿真软件。仿真分析的结果表明,该FPGA实现的手写数字BP神经网络能够在4.5秒内迭代30次,并达到91.6%的样本识别正确率。与传统软件Python 2.7实现的方法相比,FPGA平台的设计不仅满足了实时性要求,同时也在手写数字识别的准确率上表现优秀。 基于FPGA实现的手写数字BP神经网络研究与设计涉及到了硬件设计、算法优化、软件仿真等多个方面,展示了FPGA技术在加速神经网络应用方面的重要潜力。这项研究不仅为手写数字识别提供了一个高效的硬件实现方案,也为其他需要实时数据处理的机器学习应用场景提供了可借鉴的参考。
2024-10-23 14:09:32 1.99MB fpga BP
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卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,简称CNN)是一种深度学习模型,特别适用于处理具有二维结构的数据,如图像。在本项目中,卷积神经网络被用来实现一个人脸性别检测算法,该算法能识别出图像中人脸的性别。TensorFlow,作为Google开源的机器学习框架,是实现这个算法的主要工具。 1. **卷积神经网络**:CNN的核心特点是其卷积层,它通过滤波器(或称卷积核)对输入图像进行扫描,提取特征。卷积层通常伴随着池化层,用于降低数据维度,减少计算量,并保持模型的泛化能力。此外,全连接层将提取的特征映射到预定义的输出类别,如男性和女性。 2. **TensorFlow**:TensorFlow是一个强大的开源库,支持构建、训练和部署大规模的机器学习模型。它提供了丰富的API,使得开发者能够方便地构建卷积神经网络。在人脸性别检测中,TensorFlow可以用于定义模型结构、初始化参数、定义损失函数、选择优化器以及训练模型等步骤。 3. **人脸性别检测**:这是一个计算机视觉任务,目标是从图像中识别出人脸并确定其性别。通常,这需要先进行人脸识别,然后在检测到的人脸区域应用性别分类器。在本项目中,可能使用预训练的人脸检测模型(如MTCNN或SSD)来定位人脸,然后将裁剪出的人脸图片输入到CNN模型进行性别判断。 4. **模型构建**:CNN模型通常包括多个卷积层、池化层,以及一到两个全连接层。在人脸性别检测中,输入可能是经过预处理的人脸图像,输出是概率向量,表示为男性和女性的概率。模型的架构设计需要考虑平衡模型复杂度与性能,以及避免过拟合。 5. **数据准备**:训练模型前,需要大量带标签的人脸图像数据。这些数据应该涵盖不同性别、年龄、光照条件和表情的人脸。数据增强技术如翻转、旋转和缩放可以增加模型的泛化能力。 6. **训练过程**:在TensorFlow中,通过定义损失函数(如交叉熵)和优化器(如Adam),然后使用批量梯度下降法更新模型参数。训练过程中会监控验证集的性能,以便在模型过拟合时及时停止训练。 7. **评估与测试**:模型训练完成后,需要在独立的测试集上评估其性能,常用指标有准确率、精确率、召回率和F1分数。对于实时应用,还需要考虑模型的推理速度和资源消耗。 8. **模型优化**:如果模型表现不佳,可以尝试调整超参数(如学习率、批次大小)、增加层数、改变激活函数或使用正则化技术来提高性能。 9. **应用部署**:训练好的模型可以部署到移动设备或服务器上,用于实际的人脸性别检测应用。TensorFlow提供了如TensorFlow Lite这样的轻量化版本,方便在资源有限的设备上运行。 本项目通过TensorFlow实现的卷积神经网络,为理解深度学习在人脸识别和性别检测领域的应用提供了一个很好的实例。通过学习和实践,开发者可以掌握CNN和TensorFlow的关键概念,进而应用于其他计算机视觉任务。
2024-10-22 11:25:26 5.78MB 卷积神经网络 tensorflow
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主要内容:这篇文档展示了怎样在MATLAB环境中利用双向门控循环单元(BiGRU)建立模型,进行时间序列的数据预测。详细地介绍了创建时间系列样本集,BiGRU模型配置、构造和参数设定的过程,同时演示了使用提供的数据执行预测并呈现实际和预测值对比的方法. 适合人群:适合熟悉基本MATLAB用法,有一定机器学习基础知识的专业人士。 使用场景及目标:对于想要在时间和经济序列分析上得到更好的预测结果的技术研究者和从业者来说是有意义的学习与实验工具。 其他说明:本文提供了一份包含详尽的注释说明以及所需的数据的实用BiGRU时间序列预测脚本,便于快速启动项目的实操者学习。
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句子分类 该项目的目标是根据类型对句子进行分类: 陈述(陈述句) 问题(疑问句) 感叹号(感叹句) 命令(命令句) 以上每个广泛的句子类别都可以扩展,并且可以进行更深入的介绍。 这些网络和脚本的设计方式应该可以扩展,以对其他句子类型进行分类(如果提供了数据)。 它是为在应用开发的,并在上随附了有关构建实用/应用的神经网络的。 请随意添加PR,以自由更新,改进和使用! 安装 如果您有GPU,请安装CUDA和CuDNN(在您选择的系统上) 安装要求(在python 3上,python 2.x无效) pip3 install -r requirements.txt --user 执行: 预训练模型: python3 sentence_cnn_save.py models/cnn 要建立自己的模型: python3 sentence_cnn_save.py models/
2024-10-20 17:03:31 23.04MB neural-network fasttext
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Matlab研究室上传的视频均有对应的完整代码,皆可运行,亲测可用,适合小白; 1、代码压缩包内容 主函数:main.m; 调用函数:其他m文件;无需运行 运行结果效果图; 2、代码运行版本 Matlab 2019b;若运行有误,根据提示修改;若不会,私信博主; 3、运行操作步骤 步骤一:将所有文件放到Matlab的当前文件夹中; 步骤二:双击打开main.m文件; 步骤三:点击运行,等程序运行完得到结果; 4、仿真咨询 如需其他服务,可私信博主或扫描视频QQ名片; 4.1 博客或资源的完整代码提供 4.2 期刊或参考文献复现 4.3 Matlab程序定制 4.4 科研合作
2024-10-17 19:14:22 7.65MB matlab
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基于卷积神经网络-双向长短期记忆网络(CNN-BILSTM)多维时间序列预测,CNN-BILSTM回归预测,MATLAB代码。 评价指标包括:R2、MAE、MSE、RMSE和MAPE等,代码质量极高,方便学习和替换数据。
2024-10-14 09:49:18 62KB 网络 网络 matlab
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学习人工神经网络的很经典的入门教材,希望对大家有帮助
2024-10-10 11:58:52 2.93MB 人工神经网络
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CNN-LSTM-Attention分类,基于卷积神经网络-长短期记忆网络结合注意力机制(CNN-LSTM-Attention)分类预测 MATLAB语言(要求2020版本以上) 中文注释清楚 非常适合科研小白,替数据集就可以直接使用 多特征输入单输出的二分类及多分类模型。 预测结果图像:迭代优化图,混淆矩阵图等图如下所示
2024-10-10 09:56:10 191KB
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针对美国IASC-ASCE的结构健康监测科研组提出的基准结构进行结构自振频率识别研究.神经网络训练时使用的数据为有限元程序计算所得出,将有损伤结构在环境激励下某点的加速度响应,通过快速傅立叶变换得到的离散频率响应函数作为神经网络的输入;将损伤结构的自振频率作为神经网络的输出.通过对在不同噪声水平下训练的神经网络的识别结果进行分析比较,结果表明:应用人工神经网络进行结构自振频率识别是切实可行的.
2024-10-08 10:30:07 835KB 行业研究
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根据XFOIL计算得到的CLARK-Y翼型性能数据,训练得到一个还不错的神经网络模型,可以用于翼型性能预测 根据XFOIL计算得到的CLARK-Y翼型性能数据,训练得到一个还不错的神经网络模型,可以用于翼型性能预测 根据XFOIL计算得到的CLARK-Y翼型性能数据,训练得到一个还不错的神经网络模型,可以用于翼型性能预测根据XFOIL计算得到的CLARK-Y翼型性能数据,训练得到一个还不错的神经网络模型,可以用于翼型性能预测
2024-10-04 16:44:33 1.14MB 神经网络
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