基于卷积神经网络的深度学习算法与应用研究

【摘要】深度学习(DL,DeepLearning)是计算机科学机器学习(ML,MachineLearning)领域中一个新的研究方向,它被引入机器学习使其更接近于最初的目标-人工智能(AI,ArtificialIntelligence)。深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力,能够识别文字、图像和声音等数据。深度学习是一个复杂的机器学习算法,在语音和图像识别方面取得的效果,远远超过先前相关技术。它在搜索技术,数据挖掘,机器学习,机器翻译,自然语言处理,多媒体学习,语音,推荐和个性化技术,以及其他相关领域都取得了很多成果。深度学习使机器模仿视听和思考等人类的活动,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。将深度学习与各种实际应用研究相结合也是一项很重要的工作。本文整理和总结了国内外关于深度学习的发展历程和最新的研究成果,对人工神经网络及经典的卷积神经网络所涉及到的概念和算法进行了简要介绍,将卷积神经网络算法进行了改进并应用于光学字符识别(OCR,OpticalCharacterRecognition)和交通标示识别(TSR,Trafficsignrecognition)问题,分别在理论和应用层面对卷积神经网络的架构和性能进行研究分析。本文的主要工作如下：1、在LeNet-5网络模型的基础上进行改进,构造了若干各层具有不同神经元个数和层间连接方式的特征抽取滤波器层的卷积神经网络模型,将各个模型应用到光学数字识别问题上,通过这些不同的卷积神经网络模型在实验中学习过程表现出的特性和识别性能分析比较各种模型的优劣。2、通过借鉴自适应增强(Adaboost)的思想,构建了一个多列卷积神经网络模型,并将其应用在交通标示识别实际应用问题中,将数据进行预处理,训练卷积神经网络,实现卷积神经网络对交通标示的高性能识别。3、通过实验最终验证卷积神经网络在手写数字识别和交通标示识别问题上的应用可行性。并与其他现有的分类器进行比较,分析卷积神经网络模型在各种实际应用问题上的性能。
【作者】陈先昌；
【导师】黄亮；
【作者基本信息】浙江工商大学，电子与通信工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】卷积神经网络；深度学习；模式识别；光学字符识别；交通标示识别；

【参考文献】
[1]穆琳.3.0T核磁共振弥散加权序列在鉴别乳腺良恶性病变的应用研究[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[2]马妍.土地产权和水权制度下承包地和荒地流转对比研究[D].南京农业大学,土地资源管理,2012,硕士.
[3]李月.我国城镇化进程中农村养老模式研究[D].山西财经大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[4]葛再立.基于JSP的图书馆管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[5]郑颖悟1,颜英军2.基于flac3d强度折减法的某水电站明渠边坡稳定性评价[J].西北水电.
[6]李倩.北方城市居住区景观设计的调查与研究[D].东北师范大学,美术学,2012,硕士.
[7]普应.贫困地区普通高中初任教师校本培训的问题与对策研究[D].西南大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[8]陈玉琼.手指静脉图像的识别算法[D].杭州电子科技大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[9]荆宁宁,杨亚达.客户的分类与管理[J].中国质量,2002,08:16-18.
[10]张灿娟,吴冬秀,张琳,展小云,周双喜,杨云霞.内蒙古草原3年生小叶锦鸡儿根瘤特征及其对环境变化的响应[J].植物生态学报,2009,06:1165-1176.
[11]李树博.辽宁省牛、羊BVDV、IBRV血清流行病学调查与IBRV病毒分离鉴定[D].中国农业科学院,兽医（专业学位）,2012,硕士.
[12]吴云青张文静张再生蔡为民.中心村集中居住区农民满意度及其敏感性分析[J].中国人口.资源与环境,2015,04:.
[13]鲍威.基于AUTOSAR标准的ECU配置工具[D].浙江大学,2010.
[14]胡明玉.尿激酶对大鼠重症急性胰腺炎胰腺微循环障碍的作用[D].中国医科大学,外科学,2004,硕士.
[15]潘红.信息化背景下档案馆联盟建设研究[D].安徽大学,档案学,2014,硕士.
[16]马雅静.朱祥成名中医耳鼻喉科学术思想和临床经验探析[D].浙江中医药大学,中医五官科学（专业学位）,2014,硕士.
[17]蒋智勇.长江口底沙再悬浮及其影响[D].华东师范大学,自然地理学,2004,硕士.
[18]竺清良,高中和,郭江宁,季幼庭,唐锦铁.无锡东亭地裂缝及其成因分析[J].地震学刊.1993(03)
[19]孟庆莹.掺杂液晶光子晶体光纤传感研究[D].天津理工大学,光学工程,2013,硕士.
[20]郭丽莹.农民工随迁子女融合教育校本课程开发研究[D].温州大学,课程与教学论,2012,硕士.
[21]易莎.认知视角的现代汉语动词重叠式AABB与ABAB对比研究[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[22]丁兰芬.湖南省高等教育投资及其效益分析[D].湖南师范大学,高等教育学,2004,硕士.
[23]田涛.辽河坳陷地质结构与油气富集差异性研究[D].中国石油大学（华东）,矿产普查与勘探,2012,硕士.
[24]赵瑞芳.不同条件下玉米种子活力相关性状的QTL定位分析[D].河南农业大学,作物遗传育种,2012,硕士.
[25]舒荔.姜黄素对高氧诱导AECⅡ损伤的保护作用[D].华中科技大学,儿科学,2013,硕士.
[26]陈志亮.基于模型与GIS的水稻精确管理处方生成技术研究[D].南京农业大学,生态学,2011,硕士.
[27]吕杰.落地墙对部分框支剪力墙结构转换梁受力性能的影响[D].华中科技大学,结构工程,2013,硕士.
[28]陈国晨.“脉诊”和“解剖”[D].安徽大学,人类学,2013,硕士.
[29]陈玮.磷酸盐对水稻土团聚体重金属（Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅲ）、Cr（Ⅵ））吸附与解吸的影响[D].南京农业大学,应用化学,2011,硕士.
[30]罗兵.独塔斜拉桥桥塔驰振与主梁涡振研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[31]苏荣丽.基于人与自然辩证关系的绿色发展问题研究[D].山西财经大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[32]何坤.低渗储层污水回注适应性研究[D].成都理工大学,油气田开发工程,2013,硕士.
[33]邢小娟.成年大鼠类胰岛干细胞分离培养的研究[D].广东海洋大学,动物遗传育种与繁殖,2013,硕士.
[34]陈强.三黄烧伤灵对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物膜影响的实验研究[D].内蒙古大学,生物工程,2014,硕士.
[35]谌雄文.石墨烯介观纳米结构量子输运与调控研究[D].湖南师范大学,2012.
[36]薛景,施诚.数据挖掘技术在中医领域中的应用[J].中医药信息,2005,05:6-7.
[37]张鹏.勃拉姆斯对贝多芬的继承与发展[D].西安音乐学院,配器,2014,硕士.
[38]周鹏.西部少数民族地区法律硕士教育现状及问题探析[D].内蒙古大学,法律,2014,硕士.
[39]朱思敏.自循迹智能小车控制系统的设计与实现[D].浙江工业大学,2013.
[40]张茎.与投资有关的贸易措施研究[D].首都经济贸易大学,产业经济学,2004,硕士.
[41]孙伟,孙枫.基于SINS的杆臂效应误差补偿方法研究[J].控制与决策,2012,06:891-894+903.
[42]钞莹.采用后处理装置的柴油机颗粒的拉曼光谱研究[D].河南科技大学,2014.
[43]孙倩.基于BP神经网络的城市道路交通满意度评价体系与方法研究[D].武汉科技大学,车辆工程,2012,硕士.
[44]唐征海.石墨烯的修饰及聚合物/石墨烯复合材料[D].华南理工大学,2014.
[45]凌凯.纳米金比色法测定大分子分子量[D].北京协和医学院,生物医学工程,2013,博士.
[46]任维.服务企业运作柔性的分析与评价研究[D].东北大学,企业管理,2010,硕士.
[47]蔡玲.大学英语教师口语课堂动机策略认知和使用情况研究[D].扬州大学,外国语言学及应用语言学,2011,硕士.
[48]王梅.房地产项目现金流管理研究[D].西安建筑科技大学,项目管理,2013,硕士.
[49]田旭,魏应冬,姜齐荣.基于模块化结构的电气化铁路统一电能质量控制器[J].电力系统自动化,2012,15:101-106.
[50]马淑娴.二维斑点追踪成像技术评价糖尿病患者左心室功能早期改变[D].青岛大学,影像医学与核医学,2013,硕士.