利用PyTorch实现卷积神经网络LeNet的架构,加载MNIST数据集并进行预处理,并对其中部分图片进行可视化,在训练集上训练LeNet模型,在测试集(10000张)上评估模型的识别准确率,验证模型的有效性,最终的测试准确率在97%左右。
2025-07-03 15:35:34 22.21MB pytorch 图像识别
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神经网络部署是当下深度学习领域的热点话题,特别是在高性能芯片上的应用越来越广泛。RK3588作为一款先进的AI芯片,其在神经网络部署方面的应用实践和学习更是吸引了大量专业人士的关注。本文将深入探讨RKNPU在RK3588芯片上的部署实践,以及相应的开发环境搭建和模型部署过程。 RKNPU,全称为Rockchip Neural Processing Unit,是专为神经网络计算优化的推理框架。它包括硬件层和驱动层等多个组成部分,可以极大地提升神经网络模型的运行效率和性能。RKNPU的硬件层主要包括AXI接口、AHB接口、卷积神经网络加速单元(CNA)、数据处理单元(DPU)和平面处理单元(PPU)。其中,AXI接口主要用于高性能、低延迟地与内存进行连接,获取模型和图像的相关参数与数据。而AHB接口则主要用于访问寄存器,进行RKNPU的配置、调试和测试。 在硬件层的更细致划分中,包含卷积预处理控制器、NPU内部缓存区、序列控制器、乘加运算单元和累加器等关键部分。序列控制器可自动配置和控制卷积计算序列,而乘加运算单元则用于执行卷积计算,高度并行的设计提升了其计算速度和效率。累加器负责累加卷积计算的结果。 RKNPU的发展历程也值得关注,它体现了技术的演进和对性能不断追求的过程。此外,RKNPU的软件框架部分是其软件栈整体的介绍,包含从开发环境搭建到模型部署的各个步骤。 开发环境的搭建对于整个部署流程至关重要。在PC端,通常采用虚拟机上的Ubuntu系统,并安装conda环境管理器创建虚拟环境。接着是安装RKNN-Toolkit依赖库以及RKNN-Toolkit本身,并验证安装是否成功。在板端,使用的是arm架构的Linux系统,需要装备NPU环境并确认驱动版本和连板环境。 RKNN模型是RKNPU中的核心概念之一,它是RKNN工具链介绍和RKNN软件栈整体介绍的基础。RKNN-Toolkit具备功能介绍和RKNPU-SDK。学习RKNPU部署实践的过程,还包括了模型评估工具的使用,其中包括模型精度分析、性能分析和内存评估等。 在板端实际部署方面,部署步骤涉及训练模型转换为ONNX模型,进而转换为RKNN模型。在PC端加载RKNN模型可在模拟器上运行,连接实际硬件后进行运行,并在板端通过Python和C API进行部署。 除了部署模型,还应该进行一些板端的常见操作,比如CPU、NPU的定频操作和查看NPU的占用率,以保证模型运行的稳定性和效率。 在部署过程中,可能会遇到一些挑战,例如由于OCR扫描造成的文字识别错误或漏识别,需要通过专业知识进行合理推断和理解,以确保文档内容的连贯性和准确性。 通过RK3588部署实践和学习,不仅可以掌握RKNPU部署神经网络模型的流程和方法,还可以深刻理解其背后的技术原理,对于希望深入研究神经网络部署的读者来说,本文提供了非常丰富的知识点。
2025-06-26 14:52:49 10.58MB
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内容概要:本文介绍了 AdaRevD (Adaptive Patch Exiting Reversible Decoder),一种用于增强图像去模糊网络(如NAFNet 和 UFPNet)的新型多子解码器架构。为解决现有方法因轻量化解码器限制了模型性能这一瓶颈,提出了一种可逆结构和适应性退出分类器。论文详细阐述了 AdaRevD 设计背后的动机与创新点:包括重构训练后的编码权重来扩大单一解码器的容量,并保持低显存消耗的能力。该模型在多尺度特征分离方面表现优异,能从低层次到高层次逐渐提取模糊信息,还特别加入了一个自适应分类器来判断输入模糊块的程度,使其可以根据预测的结果提前在特定子解码层退出以加快速度。实验表明,在GoPro数据集上达到了平均峰值信噪比 (PSNR) 的提升。此外,通过对不同子解码器输出之间的比较发现,不同退化程度的模糊区块有不同的修复难易程度,验证了AdaRevD对于不同模糊级别的有效性和高效性。 适用人群:适用于对深度学习和图像恢复有一定认识的专业人士和技术研究人员。对于那些关注提高图像处理效率、改进现有去模糊技术和追求高性能GPU利用率的研究人员尤为有用。
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基于多通道卷积神经网络与变压器振动信号的故障诊断技术研究与应用,基于多通道卷积神经网络与MATLAB仿真的变压器故障诊断技术及其振动信号数据集研究,多通道卷积神经网络 变压器 故障诊断 MATLAB (附赠变压器振动信号数据集) 关键词:卷积神经网络 CNN 多通道卷积 神级网络 MCCNN 变压器 振动信号 故障诊断 内容简介: 卷积神经网络(CNN)的性能与网络结构和卷积核大小密切相关。 通常来说,网络的结构越深,非线性表达能力越强,但也意味着模型更加复杂,需要更多的数据进行训练。 此外,小卷积核能够有效地提取数据的局部特征,而大卷积核则具有较大的感受野,能够有效地提取数据的全局特征。 为了充分发挥CNN的特征提取优势,提高模型的抗干扰性,提出了一种基于多通道卷积神经网络MCCNN的变压器故障类型诊断模型。 注:,。 ,MCCNN;多通道卷积神经网络;变压器;振动信号;故障诊断;网络结构;卷积核大小;抗干扰性,多通道卷积神经网络MCCNN在变压器振动信号故障诊断中的应用
2025-06-23 11:21:24 314KB
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在现代商业环境中,客户流失分析是一项至关重要的任务,特别是在银行这样的服务业中。通过神经网络模型对银行客户的流失情况进行预测,可以提前采取措施保留有价值的客户,降低业务风险并提高盈利能力。本篇文章将深入探讨如何利用神经网络来解决这个问题,并基于提供的数据集`churn.csv`进行实践。 我们需要理解`churn.csv`数据集的结构和内容。这个文件通常包含银行客户的基本信息、交易记录、服务使用情况等多维度的数据,如客户年龄、性别、账户余额、交易频率、是否经常使用网上银行、是否曾投诉等。这些特征将作为神经网络的输入,而目标变量(即客户是否流失)将作为输出。 神经网络在预测任务中扮演着“学习”角色。它通过连接大量的处理单元(神经元)来识别复杂的数据模式。在构建模型时,我们通常会分为以下几个步骤: 1. 数据预处理:这是任何机器学习项目的第一步,包括数据清洗、缺失值处理、异常值检测、标准化或归一化等。对于分类变量,可能需要进行独热编码;对于连续变量,可能需要进行缩放操作,确保所有特征在同一尺度上。 2. 特征选择:不是所有特征都对预测目标有价值。我们可以使用相关性分析、主成分分析(PCA)或特征重要性评估来筛选出对客户流失影响较大的特征。 3. 构建神经网络模型:神经网络由输入层、隐藏层和输出层组成。输入层的节点数量与特征数相同,输出层的节点数对应于预测的目标类别数。隐藏层可以有多个,每个层内部的节点数量是自定义的。常用的激活函数有ReLU、Sigmoid、Tanh等,它们为神经元引入非线性。 4. 训练模型:使用反向传播算法和优化器(如Adam、SGD等)调整权重,最小化损失函数(如交叉熵损失)。训练过程中还需要设置合适的批次大小和训练周期,防止过拟合或欠拟合。 5. 模型评估:通过验证集和测试集来评估模型性能,常见的评估指标有准确率、精确率、召回率、F1分数以及AUC-ROC曲线。此外,混淆矩阵可以帮助我们理解模型在不同类别的预测效果。 6. 超参数调优:通过网格搜索、随机搜索等方法寻找最佳的超参数组合,进一步提升模型性能。 7. 预测与应用:模型训练完成后,可以用于预测新的客户流失可能性,银行可根据预测结果制定个性化的保留策略,如提供优惠、改进服务等。 总结来说,利用神经网络预测银行客户流失,不仅需要深入理解数据集,还需要掌握神经网络的构建和训练技巧。通过不断地实验和优化,我们可以建立一个有效的模型,帮助银行更好地理解客户行为,降低客户流失率,从而实现业务增长。
2025-06-21 13:13:37 261KB 神经网络
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BP神经网络,全称为Backpropagation Neural Network,是一种在人工神经网络中广泛应用的学习算法,主要用于非线性模型的建立和复杂函数的拟合。在这个"BP神经网络(更新).rar"压缩包中,包含了一个基于Office Excel和VBA实现的BP神经网络源码,这为我们在Excel环境中进行数据分析和预测提供了方便。 我们要理解BP神经网络的基本结构。它通常由输入层、隐藏层和输出层组成,其中隐藏层可以有多个。每个神经元都有一个激活函数,如sigmoid或ReLU,用于转换输入信号并产生输出。在训练过程中,通过反向传播误差来调整权重,以最小化预测结果与实际值之间的差异。 VBA(Visual Basic for Applications)是Microsoft Office套件中的编程语言,它允许用户自定义工作簿、工作表以及应用程序的行为。在这个案例中,VBA被用来编写BP神经网络的算法,实现了数据处理、权重更新和网络训练等功能。 在"BP神经网络(更新).xls"文件中,我们可以预期找到以下几个关键部分: 1. **数据输入**:用户可能需要在Excel表格中输入训练数据,包括输入变量和对应的期望输出。 2. **网络配置**:设置网络的结构,例如输入层、隐藏层和输出层的节点数量,以及学习率、动量等参数。 3. **训练过程**:VBA代码会读取数据,运行BP算法,更新权重,并记录每轮迭代的损失或误差。 4. **预测功能**:训练完成后,用户可以输入新的输入数据,VBA程序会根据训练好的模型进行预测。 5. **可视化**:可能还包含了对训练过程和结果的图表展示,如误差曲线,帮助用户直观地了解网络的收敛情况。 通过这个Excel VBA实现的BP神经网络,用户可以方便地进行模型训练,无需复杂的编程环境,只需简单的Excel操作即可完成。这对于初学者和那些不熟悉专业编程工具的用户来说,是一个很好的实践平台。同时,由于VBA的灵活性,用户还可以根据需求调整算法细节,或者与其他Excel功能集成,实现更复杂的数据分析任务。 这个BP神经网络的VBA实现不仅展示了神经网络在实际问题中的应用,也体现了VBA在数据分析中的潜力。通过学习和理解这个源码,我们可以深入理解BP算法的工作原理,提升在Excel环境中解决实际问题的能力。
2025-06-21 09:07:33 56KB 神经网络 bp
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excel手撕神经网络,小白也能看懂的神经网络
2025-06-21 08:01:13 13KB 神经网络
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《基于CNN神经网络的手写字符识别实验报告》 在当今的深度学习领域,卷积神经网络(CNN)已经成为图像识别任务的重要工具。本实验报告针对手写字符识别问题,运用了经典的CNN模型LeNet5,旨在探究其在MNIST数据集上的表现。MNIST数据集是手写数字识别的标准基准,包含大量28x28像素的灰度图像,涵盖了0到9共10个数字。 CNN的核心原理在于其特有的层结构:卷积层、池化层和全连接层。卷积层通过滑动卷积核对输入图像进行操作,提取图像的局部特征,如边缘和纹理,保持空间信息。池化层进一步减少特征图的维度,常采用最大池化以保留关键特征,提高计算效率。全连接层则将提取的特征映射到各个输出类别,实现分类。激活函数如ReLU、Sigmoid和Tanh等用于引入非线性,提升模型表达能力,其中ReLU因其防止梯度消失的特性而被广泛应用。Softmax层将全连接层的输出转化为概率分布,确定最可能的类别。 实验中采用的LeNet5模型包含2个卷积层、2个池化层、2个全连接层以及输出层。具体结构如下: 1. 输入层接收28x28像素的灰度图像,预处理后输入网络。 2. 第一层卷积层C1,使用6个5x5的卷积核,步长为1,无填充,产生6个特征图。 3. 第一层池化层S2,2x2的最大池化,步长为2,将特征图尺寸减半。 4. 第二层卷积层C3,16个5x5的卷积核,同样步长为1,无填充,产生16个特征图。 5. 第二层池化层S4,继续使用2x2的最大池化,进一步降低特征图尺寸。 6. 全连接层C5将特征图展平,并通过120个神经元的全连接层。 7. 再次全连接层F6,连接120个神经元到84个神经元。 8. 输出层包含10个神经元,对应0-9的数字分类。 模型的构建代码如下: ```python model = models.Sequential([ layers.Conv2D(6, kernel_size=(5, 5), strides=(1, 1), activation='relu', input_shape=(28, 28, 1), padding='same'), layers.AveragePooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2)), layers.Conv2D(16, kernel_size=(5, 5), strides=(1, 1), activation='relu'), layers.AveragePooling2D(pool_size=(2, 2)), layers.Flatten(), layers.Dense(120, activation='relu'), layers.Dense(84, activation='relu'), layers.Dense(10, activation='softmax') ]) ``` 实验中,模型通过交叉熵损失函数衡量预测与实际标签的差距,并用反向传播算法更新权重,以优化网络性能。 本实验不仅验证了CNN在手写字符识别任务中的有效性,还通过调整网络结构和参数,探讨了影响模型性能的因素。对于深度学习初学者和研究者而言,此类实验提供了理解CNN工作原理和实践应用的良好平台。随着技术的发展,未来可能还会探索更复杂的模型结构和优化技术,以应对更大规模和更复杂的手写字符识别任务。
2025-06-20 22:45:40 1.24MB 深度学习
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本文探讨了基于现场可编程门阵列(FPGA)的卷积神经网络(CNN)设计与实现。在计算机视觉应用中,CNN已经取得了巨大的成功,这部分归因于其固有的并行架构。文章分析了CNN的这种并行性,并基于这种特性,提出了一个并行的CNN前向传播架构。通过实验验证,在操作频率为110MHz的情况下,该架构使得FPGA的峰值运算速度可以达到0.48 GOP/s(Giga Operations Per Second),与ARM Mali-T628 GPU平台相比,其速度能达到23.5倍。 为实现该架构,研究者们需要对CNN的各个组成部分有深入理解,包括卷积层、激活函数(如ReLU)、池化层、全连接层等。CNN由许多层组成,其中卷积层用于特征提取,激活函数为非线性转换层,池化层用于降低特征维度以及防止过拟合,全连接层则用于分类决策。文章中提及的AlexNet网络是深度CNN的一个实例,它在2012年ImageNet大规模视觉识别挑战赛中获得冠军,并大大推动了CNN在深度学习领域的应用。 文中还提到,FPGA作为可编程的硬件加速器,在并行计算方面表现出色。FPGA的可编程性允许设计者为特定的算法优化硬件,从而在特定任务上实现高性能。这种灵活性使得FPGA特别适合于实现并行的CNN前向传播。FPGA能够达到的高运算速度与高效的资源利用率使其成为加速深度学习任务的有力候选者。 在具体实现CNN时,FPGA需要映射到大量的处理单元(PE,Processing Element)。这些PE负责执行CNN中的计算任务,例如矩阵乘法、卷积运算等。文中提到了不同类型的PE和它们在不同尺寸的卷积核上的应用。这些处理元素的高效使用与优化是实现高效CNN的关键。 对于FPGA的使用,研究人员还面临挑战,包括如何有效地映射CNN模型到FPGA硬件资源上,以及如何优化数据流和计算流程以最小化处理时间和功耗。这些问题的解决需要对FPGA的内部结构及其与CNN操作之间的关系有深入理解。 文中提到的实验结果显示,在相同的操作频率下,FPGA实现的CNN架构达到了比ARM Mali-T628 GPU平台高23.5倍的计算速度。这说明,尽管GPU在处理并行任务方面也有很好的性能,但在某些应用中,针对特定算法优化的FPGA解决方案在速度上具有明显优势。 文章中也提到了一些关键技术参数,如CNN的参数数量、存储需求等,这对于评估FPGA实现的成本效益至关重要。例如,CNN模型AlexNet的参数量为6100万,其中前三个卷积层的参数数量分别为27万(C1层)、170万(C2层)和120万(C3层)。这些参数直接关联到FPGA上实现时需要的存储器资源以及带宽需求。 总结来说,本文通过设计和实现基于FPGA的CNN,展示了FPGA在深度学习应用中的巨大潜力,特别是在对实时性和能效有极高要求的场景下。通过充分挖掘CNN并行架构的特性以及FPGA的可编程优势,研究人员可以在某些应用中获得比传统GPU更快的加速效果。随着FPGA技术的不断进步和CNN应用领域的不断拓展,基于FPGA的CNN实现将继续成为研究热点,推动着人工智能技术的发展。
2025-06-20 16:21:20 597KB 研究论文
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RFID技术是确定对象位置的重要技术之一。 相对于RSSI振幅的校准曲线计算距离。 这项研究的目的是确定室内环境中移动物体的2D位置。 这项工作的重要性在于表明,与传统的KNN方法相比,使用人工神经网络加卡尔曼滤波进行定位更为准确。 建立室内无线传感网络,该网络具有战略性地定位的RFID发射器节点和带有RFID接收器节点的移动对象。 生成指纹图并部署K最近邻算法(KNN)以计算对象位置。 部署指纹坐标和在这些坐标处接收到的RSS值以建立人工神经网络(ANN)。 该网络用于通过使用在这些位置接收的RSS值来确定未知对象的位置。 发现使用ANN技术比KNN技术具有更好的对象定位精度。 使用ANN技术确定的对象坐标经过卡尔曼滤波。 结果表明,采用ANN + Kalman滤波,可以提高定位精度,并减少46%的定位误差。
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