树叶识别基于matlab GUI AlexNet神经网络树叶识别系统含Matlab源码 2422期

Posted 2023-03-12 海神之光

⛄一、 神经网络简介

1 概述
树叶识别与分类在对于区分树叶的种类,探索树叶的起源,对于人类自身发展、科普具有特别重要的意义。目前的树叶识别与分类主要由人完成,但,树叶种类成千上万种,面对如此庞大的树叶世界,任何一个植物学家都不可能知道所有,树叶的种类,这给进一步研究树叶带来了困难。为了解决这一问题,一些模式识别方法诸如支持向量机(Support Vector Ma⁃chine,SVM)[1],K最近邻(k-Nearest Neighbor,KNN)[2]等被引入,然而,随着大数据时代的到来,这些传统分类算法暴露出越来越多的不足,如训练时间过长、特征不易提取等不足。

上世纪60年代开始,学者们相继提出了各种人工神经网络[3]模型,其中卷积神经网络由于其对几何、形变、光照具有一定程度的不变形,因此被广泛应用于图像领域。其主要特点有:1)输入图像不需要预处理;2)特征提取和识别可以同时进行;3)权值共享,大大减少了需要训练的参数数目,是训练变得更快,适应性更强。

卷积神经网络在国内研究才刚刚起步。Le Net-5[4]就是一种卷积神经网络,最初用于手写数字识别,本文研究将卷积神经网络Le Net-5模型改进并应用于树叶识别中。本文首先介绍一下卷积神经网络和Le Net-5的结构,进而将其应用于树叶识别,设计了实验方案,用卷积神经网络与传统的模式识别算法支持向量机(SVM)进行比较,得出了相关结论,并对进一步研究工作进行了展望。

2 人工神经网络
人工神经网络方面的研究很早就已开展,现在的人工神经网络已经发展成了多领域、多学科交叉的独立的研究领域。神经网络中最基本的单元是神经元模型。类比生物神经元,当它“兴奋”时,就会向相连的神经元发送化学物质,从而改变这些神经元的状态。人工神经元模型如图1所示:

图1 神经元
上述就是一个简单的神