BP神经网络在模式识别中的运用

BP神神经经网网络络在在模模式式识识别别中中的的应应用用BP神经经网网络络在在数数字字识识别别中中的的应应用用数字字字字符符识识别别技技术术在在大大规规模模数数据据统统计计，，邮邮件件分分拣拣，，汽汽车车牌牌照照、、支支票票、、财财务务、、税税务务、、金金融融等等有有关关数数字字编编号号的的识识别别方方面面得得到到广广泛泛应应用用，，因因此此成成为为多多年年来来研研究究的的一一个个热热点点。。BP神神经经网网络络具具有有良良好好的的容容错错能能力力、、强强大大的的分分类类能能力力、、自自适适应应和和自自学学习习等等特特点点，，备备受受人人们们的的重重视视，，在在字字符符识识别别领领域域得得到到了了广广泛泛的的应应用用。。车牌牌识识别别车牌牌识识别别系系统统中中很很大大一一部部分分是是数数字字识识别别邮件件自自动动分分拣拣系系统统邮件件自自动动分分拣拣系系统统主主要要利利用用邮邮政政编编码码的的数数字字识识别别BP神经经网网络络的的基基本本原原理理BP神经经网网络络是是一一种种典典型型的的前前馈馈神神经经网网络络属属于于有有监监督督式式的的学学习习算算法法，，其其主主要要思思想想是是:输入入学学习习样样本本，，使使用用反反向向传传播播算算法法对对网网络络的的权权值值和和偏偏差差进进行行反反复复的的调调整整训训练练，，使使输输出出的的向向量量与与期期望望向向量量尽尽可可能能地地接接近近，，当当网网络络输输出出层层的的误误差差平平方方和和小小于于指指定定的的误误差差时时训训练练完完成成，，保保存存网网络络的的权权值值和和偏偏差差。。BP神神经经网网络络机机构构图图数字字识识别别的的基基本本思思想想数字字图图像像预处处理理特征征提提取取神经经网网络络识识别别识别别结结果果特征征提提取取在模模式式识识别别中中，，特特征征的的选选择择是是一一个个关关键键问问题题。。将将经经过过预预处处理理后后的的数数字字图图像像中中提提取取最最能能体体现现这这个个字字符符特特点点的的特特征征向向量量。。在本本系系统统中中归归一一化化后后的的图图像像形形成成一一个个36××20的的布布尔尔矩矩阵阵，，依依次次取取每每列列的的元元素素转转化化为为720××1的的列列矩矩阵阵，，即即数数字字字字符符的的特特征征向向量量。。提取取出出训训练练样样本本中中的的特特征征向向量量代代入入BP网网络络之之中中就就可可以以对对网网络络进进行行训训练练，，提提取取出出待待识识别别的的样样本本中中的的特特征征向向量量代代入入训训练练好好的的BP网网络络中中，，就就可可以以对对数数字字字字符符进进行行识识别别。。本系统BP神经经网络结结构输入层与与输出神神经元个个数的确确定神经网络络的输入入层神经经元个数数等于特特征向量量的维数数，即20×36=720个个输入神神经元。。输出层层神经元元个数的的确定因因为要识识别的0—9共共10个个数字，，因此输输出选择择为10×1的的矩阵，，即输出出节点数数为10。当数数字图像像0—9输入神神经网络络后在输输出神经经元对应应的位置置上为1，其他他的位置置为0。。输人数数字0，，第1个个输出神神经元为为1，其其他为0；输入入数字1，第2个输出出神经元元为1，，其他为为0；以以此类推推.....隐含层神神经元个个数的确确定一般情况况下，隐隐含层神神经元个个数是根根据网络络收敛性性能的好好坏来确确定的，，在总结结大量网网络结构构的基础础上，得得出经验验公式：：s=sqr(0．43nm+0.12m+2.54n+0.77m+0.35+0.51)其中n为输人人层神经经元个数数720，m为为输出层层神经元元个数10，根根据以上上公式，，可以得得出隐含含层神经经元个数数为70。BP神经网络络的训练练第1步，，设置变变量和参参数，其其中包括括训练样样本、权权值矩阵阵、学习习速率。。第2步，，初始化化，给各各个权值值矩阵一一个较小小的随机机非零向向量。第3步，，输入随随机样本本。第4步，，对输入入样本，，前向计计算BP网络每每层神经经元的输输入信号号和输出出信号号。第5步，，由实际际输出和和期望输输出求得得误差。。判断是是否满足足要求，，若满足足要求求转第8步；不不满足要要求转第第6步。。第6步，，判断是是否已经经到了最最大迭代代次数。。若到，，转第8步，否否则反向向计算每每层神经经元的局局部梯度度。第7步，，根据局局部梯度度修正各各个矩阵阵的权值值。第8步，，判断是是否学习习完所有有的样本本，“是是”则结结束，否否则转第第3步。。使用BP网络来来进行数数字识别别的流程程首先，利利用大量量的训练练样本来来训练网网络，以以得到文文件形式式保存的的权值。。训练样样本为精精心选择择的可以以很好的的反应样样本可分分性的已已知数据据。在系系统中采采用训练练样本图图片的格格式。将将训练样样本图片片进行特特征提取取后，就就可以送送入BP网络进进行训练练。其次，训训练完BP网络络后，就就可以用用它对待待识别数数据进行行识别了了。识别别有先要要经过图图像预处处理、特特征提取取，最后后送入BP网络络识别，，直接得得到结果果。在训训练之前前，程序序要求输输入训练练参数，，如训练练误差