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基于深度学习的图像分类方法研究_孟丹.caj
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上传时间: 2020-04-02
详细说明：本文在深度学习框架的基础上对特征提取方法进行了研究,并通过医学图像、人脸表情的检测和分类对其效果进行了验证。本文的研究内容主要包括以下三点:1)提出有约束的高分散主成分分析网络(Constrained High Dispersal PCANet,CHDNet)。本文详细分析了 CHDNet的不同组件对分类性能的影响,针对PCANet的局限性,设计了非线性变化层、多尺度特征池化层,以提高分类性能。将CHDNet应用在医学图像分类中,包括基于Kinect深度图像的人体生理机能自动检测和计算机辅助舌象诊断,取得良好效果。并通过加权的LIBLINEARSVM验证了在正负样本分布严重不均衡的情况下,CHDNet可以学习到稳定的特征表达。2)提出局部线性嵌入网络(Locally Linear Embedding Network,LLENet)。提出利用图像重构集和类内-类间判别矩阵对LLE算法进行改进,并将基于LLE算法的改进嵌入到卷积核的学习、构建过程中,增加了不同类之间特征表达的区分度。LLENet能够更好地保持图像数据原有的流形结构,并在人脸表情数据库(JAFFE和CK+)和人脸识别数据库(Extended Yale B)上,通过实验证明了 LLENet算法的有效性。实验结果表明,LLENet学习的特征表达不仅优于经典的人工设计的特征提取方法,而且比同类的CNN、PCANet深度学习特征提取方法更加有效。3)研究小样本数据集下基于迁移学习和全连接神经网络(Fully Connected Net-work,FCNet)的深度学习方法。分析了将深度卷积神经网络 CNN 模型迁移到小样本数据的方法,通过热度图展示了不同类别的特征,并构建用于分类的全连接分类器FCNet,特征提取和分类可以分段进行,实现了超声图像中的肝纤维化分类,达到93.90%的准确率。综上所述,本文主要研究了基于局部特征卷积核的神经网络:CHDNet和LLENet,以及在应对小样本数据集时的处理方法。通过实验,本文验证了上述算法的有效性及实际应用价值。
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