计算二值化图片的迭代次数

博客探讨了在神经网络进行二值化图片分类时,迭代次数与图片中不同类别像素点移动距离和之间的关系。实验结果显示,总移动距离越小,迭代次数越少,且该规律在不同实验数据中保持一致,验证了假设。此外,实验还涉及高度重合的图片,同样符合预期的迭代次数规律。

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(A,B)---m*n*k---(1,0)(0,1)

用神经网络分类A和B,让A中有9个1,B中有5个1,计算这个网络的迭代次数。

移动距离和的假设

用神经网络分类A和B,把参与分类的A和B中的数字看作是组成A和B的粒子,设分类的过程就是让A和B中的粒子互相交换位置,寻找最短移动路径的过程。而熵H与最短移动距离和成正比,迭代次数n和熵H成反比。

对二值化图片移动规则汇总

每个粒子移动一次,位置重合不移动,0不动,单次移动距离恒为1.

按照移位距离和假设,951中不重合的点有4个,因此951的移动距离和为4,而941的移动距离和为5,961的移动距离和为3.因此951的迭代次数应该小于961,大于941

961

951

941

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

25523.99

22959.57

4.00E-04

30958.15

27774.2

3.00E-04

40262.78

35993.35

2.00E-04

59096.97

52950.71

1.00E-04

113446.1

101146.2

总移动距离

3

4

5

这次验证这一猜测

第一组实验951-953,得到数据

951

952

953

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

23904.73

23795.07

23801.59

4.00E-04

28978.03

28937.15

29324.19

3.00E-04

38252.24

38369.51

38000.34

2.00E-04

55426.48

55361.27

55790.98

1.00E-04

106880.8

105691.6

104897.6

比较951和941,961的数据

961

951

941

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

25523.99

23904.73

22959.57

4.00E-04

30958.15

28978.03

27774.2

3.00E-04

40262.78

38252.24

35993.35

2.00E-04

59096.97

55426.48

52950.71

1.00E-04

113446.1

106880.8

101146.2

总移动距离

3

4

5

确实得到迭代次数961>951>941,这个顺序符合假设,并且由于这几组图片的不重合点都只有4个,因此他们的迭代次数相同,这个现象也与假设一致。

所以对于二值化的图片,在网络结构相同的前提下,是可以通过计算不重合点的数量,对迭代次数的大小关系给出一个很合理的解释。

为进一步确认这一现象,又做了第二组实验,得到迭代次数

951

952

953

954

955

956

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

23904.73

23795.07

23801.59

24159.42

23923.14

23806

4.00E-04

28978.03

28937.15

29324.19

29142.43

29291.83

29155.65

3.00E-04

38252.24

38369.51

38000.34

38254.14

38114.63

37731.15

2.00E-04

55426.48

55361.27

55790.98

55251.35

55435.69

55622.99

1.00E-04

106880.8

105691.6

104897.6

106630

107345.4

106412.7

几组新数据是高度重合的,也同样符合预期。

再将这次的数据与前述的实验数据做比较

981

971

122

961

951

941

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

34219.01

28229.22

25862.05

25523.99

23904.73

22959.57

4.00E-04

41899.68

34548.15

31524.1

30958.15

28978.03

27774.2

3.00E-04

53474.56

44497.27

41011.36

40262.78

38252.24

35993.35

2.00E-04

77797.83

64693.36

59270.11

59096.97

55426.48

52950.71

1.00E-04

148175

123601.3

112397.9

113446.1

106880.8

101146.2

总移动距离

1

2

3

3

4

5

迭代次数与总移动距离之间的反比关系很清晰,也进一步验证了假设。

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