在Matlab中如何基于卷积神经网络对手写数字进行识别,所采用的手写数字数据集为MNIST
时间: 2024-03-25 19:37:31 浏览: 74
基于matlab的卷积神经网络实现手写数字识别
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要基于卷积神经网络对MNIST数据集中的手写数字进行识别,可以按照以下步骤进行:
1. 下载并加载MNIST数据集:可以使用Matlab内置的函数 `digitDataset` 来下载和加载MNIST数据集。这个函数会返回一个 `ImageDatastore` 对象,其中包含了训练和测试数据。
2. 定义卷积神经网络模型:可以使用Matlab内置的 `convolution2dLayer`、`maxPooling2dLayer`、`fullyConnectedLayer` 等函数来定义卷积神经网络模型。根据MNIST数据集的特点,可以考虑使用几个卷积层和池化层,最后接上一个或多个全连接层。
3. 训练卷积神经网络模型:可以使用Matlab内置的 `trainNetwork` 函数来训练卷积神经网络模型。在训练之前,需要指定训练参数,如学习率、批大小、最大训练轮数等。
4. 测试卷积神经网络模型:可以使用Matlab内置的 `classify` 函数来测试卷积神经网络模型的准确率。该函数会对测试数据集中的每个样本进行分类,并返回预测结果。
下面是一个简单的示例代码,用于基于卷积神经网络对MNIST数据集中的手写数字进行识别:
```matlab
% 加载MNIST数据集
digitDatasetPath = fullfile(matlabroot,'toolbox','nnet','nndemos', ...
'nndatasets','DigitDataset');
digitData = imageDatastore(digitDatasetPath, ...
'IncludeSubfolders',true,'LabelSource','foldernames');
% 定义卷积神经网络模型
layers = [
imageInputLayer([28 28 1])
convolution2dLayer(5,20)
reluLayer
maxPooling2dLayer(2,'Stride',2)
convolution2dLayer(5,50)
reluLayer
maxPooling2dLayer(2,'Stride',2)
fullyConnectedLayer(500)
reluLayer
fullyConnectedLayer(10)
softmaxLayer
classificationLayer];
% 指定训练参数
options = trainingOptions('sgdm', ...
'MaxEpochs',20, ...
'MiniBatchSize',64, ...
'InitialLearnRate',0.1);
% 训练卷积神经网络模型
net = trainNetwork(digitData,layers,options);
% 测试卷积神经网络模型
[testImages,testLabels] = digitDataTest();
predictedLabels = classify(net,testImages);
accuracy = sum(predictedLabels == testLabels)/numel(testLabels);
disp("Test accuracy: " + accuracy);
```
这段代码会下载MNIST数据集,并使用一个包含两个卷积层、两个池化层和两个全连接层的卷积神经网络模型进行训练和测试。训练过程会持续20轮,每轮使用64个样本进行训练。最终输出测试准确率。
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