【摘 要】
：
近年来,卷积神经网络在计算机视觉领域取得了一系列突破性的研究成果.但其本身的数学模型还没有得到完善的验证与解释.因此,从理论上分析卷积神经网络数学模型的逼近能力和推广性能具有重要的理论研究价值.本文从本质上分析了深度卷积神经网络优于浅层卷积神经网络的内在机制,并从函数逼近论的视角研究了卷积神经网络的逼近能力和推广性能.理论研究结果表明,卷积神经网络在任意紧子集（?）（?）Rd上的连续函数空间C（（
论文部分内容阅读
近年来,卷积神经网络在计算机视觉领域取得了一系列突破性的研究成果.但其本身的数学模型还没有得到完善的验证与解释.因此,从理论上分析卷积神经网络数学模型的逼近能力和推广性能具有重要的理论研究价值.本文从本质上分析了深度卷积神经网络优于浅层卷积神经网络的内在机制,并从函数逼近论的视角研究了卷积神经网络的逼近能力和推广性能.理论研究结果表明,卷积神经网络在任意紧子集（?）（?）Rd上的连续函数空间C（（?））上是一致的,以及其过推广误差的上界可以由样本个数m和卷积神经网络的可调节参数的个数w和层数J界定.这为卷积神经网络的数学模型提供了一定的理论解释.此外,随着当今科技的快速发展,各学科获取数据的能力也越来越强,很多问题都可以转化为从图像中提取感兴趣的目标.因此如何将卷积神经网络以合理的形式应用于具体的图像处理问题当中,对促进相应学科的发展有着极其重要的实际意义.在实际应用中,针对不同数据面临的自动化分析难的问题,结合传统的图像处理算法分别给出了相应的自动化处理流程.（1）针对大体量电镜数据中线粒体的提取,提出了一种基于3D全卷积深度监督网络的线粒体重建算法.该方法通过三维卷积获取线粒体的空间特征和深度监督的策略加速网络收敛,从而实现线粒体的准确分割与重建.在多个电镜数据集上的实验结果验证了提出方法的有效性.（2）针对高通量的镍基高温合金数据,我们利用传统的图像处理方法将全视场电镜图像中成分、组织、硬度数据对应,建立了材料成分-组织-性能数据的对应关系.此外利用卷积神经网络进行微观组织识别并建立了一套形态学参数提取方法.这为镍基高温合金研究提供大量的材料学数据.（3）针对笼养小鼠记录视频,我们建立了一套笼养小鼠行为的自动分析方法和处理流程,包括基于卷积神经网络的笼养小鼠定位追踪、运动状态分析及脑电图分类.通过对笼养小鼠的行为分析,发现了小鼠运动行为特征与脑电图特征具有高度对应性.统计结果表明小鼠运动行为的转变主要发生在相邻状态之间,而不是随机发生.从而揭示了小鼠运动状态的变化规律.（4）针对风云气象卫星微波成像仪数据,我们提出了一种新的地理定位误差估计方法.在海岸线检测上,我们利用了更多的观测信息建立曲面拟合插值模型,并结合图像处理的方法获取亮温变化最大的“拐线”当作海岸线.在定位误差度量上,我们采用迭代最近邻算法来寻找检测海岸线和真实海岸线之间的对应关系并确定定位误差.实验结果验证了提出方法的有效性.
其他文献
丁存生与衡子灵在文献[12]中提出了子域码的概念,给出了子域码的迹函数表示并研究了一类特殊几何码即ovoid码的子域码.设Fpm={x1,x2,···,xpm}是一个有限域,f（x）是在有限域Fpm上的一个多项式函数.设C是一个由矩阵生成的[pm+1,3]线性码,则C的子域码,记做Cf,有如下的迹函数表示:文献[18]和文献[34]分别研究了当f（x）=x2和f（x）=xpk+1（k是非负整数）时
完全非线性偏微分方程是偏微分方程领域中一个十分重要的分支.k-Hessian方程作为经典的完全非线性偏微分方程之一,由于其在方程、几何等方向有重要的研究意义,故一直受到广泛的关注.本文以抛物型2-Hessian方程为研究对象,通过建立抛物型2-Hessian方程2-凸单调解的Pogorelov型估计,进而证明了抛物型2-Hessian方程的刚性定理.本文主要分为以下五个部分:在第一部分中,主要介绍
超疏水材料由于其独特的表面特性,在人类的日常生活、农业、工业和军事方面具有广阔的应用前景。许多学者研究发现固体表面的润湿性与表面粗糙度和表面化学有关,而只改变表面化学还无法达到超疏水状态,需要通过增加表面的粗糙度来实现。对自然界超疏水材料表面的微观分析发现,固体表面的微/纳米分层结构被认为是取得良好超疏水性能的关键。如何仿照生物的超疏水表面,在固体表面上人工快速的构筑出稳定的微/纳米分层结构,得到
生物传感平台可识别目标生物分子,通过将其浓度与可读取信号之间建立定量关系,借此实现对目标分子的检测,因而在环境监测、疾病早期诊断等领域应用广泛。目前,生物传感平台仍然面临着一些挑战,如传感器灵敏度不够高、制备过程繁琐、成本高,常常依赖大型昂贵检测仪器而使快速即时检测受限等。为了应对这些挑战,本论文利用高性能纳米材料,发展了两种新型超灵敏生物传感策略（基于核酸外切酶T7诱导目标物循环和杂交链反应双重
背景:胆道闭锁是婴儿期一种特发性胆汁淤积性疾病,患有此病的患者通常会出现肝内、肝外胆管进行性炎症和纤维化。这一疾病会在较短的时间内发展为重症,若不在第一时间内采取干预措施,则患儿常于生后2年内死亡。目前学术界对其致病机制还未达成一致意见,而其早期诊断缺乏有效手段,晚期行葛西（KASAI）手术治疗效果欠佳,最终需要肝移植治疗。然而肝移植也存在一定的局限性,比如费用较高,需终身服用免疫抑制剂,对患儿家
乳腺癌（breast cancer,BRCA）作为一个全球性的公共卫生问题,是女性中最常见的恶性肿瘤之一。它是一种高度异质性疾病,具有不同的病理特征、发病机制和预后结果。因此,研究乳腺癌异质性对于改善诊断和优化治疗至关重要。本文第一章主要概述乳腺癌给全球带来的影响和国内外研究现状,着重论述了表观修饰（DNA甲基化）、激素受体、肿瘤微环境和长链非编码RNA（lnc RNA）在乳腺癌发生发展和分子分型
运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）是一种重要的工业微生物,具有理想的细胞工厂特性,高效的遗传操作技术,如基于CRISPR-Cas（clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated）系统的基因编辑技术,可进一步促进对该菌的研究、改造和应用,该技术因其在微生物菌株工程改造中表现出的快
在自然界中许多节肢动物表现出访花行为,也包括一些蜘蛛种类。然而由于蜘蛛被认为是严格的捕食动物,所以蜘蛛的访花行为常常被人忽视。而且蜘蛛访花的研究也不是很全面,在国内对访花蜘蛛的研究更是一片空白。基于此,本研究首次提出访花蜘蛛这个术语,旨在对访花蜘蛛的主要种类及其多样性有一个初步的了解。此外,访花蜘蛛需要特定的花序来进行狩猎,通常是通过感官线索（如视觉和嗅觉）来进行选择。在这里,我们以蟹蛛科的三突伊
运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）是一种兼性厌氧革兰氏阴性细菌。作为天然产乙醇菌株,运动发酵单胞菌是目前构建生物燃料及其他生物基平台化合物的底盘细胞之一。但是,目前对运动发酵单胞菌的基因功能和代谢机制等仍缺乏全面的了解,能够应用于运动发酵单胞菌基因工程改造的生物元件如启动子和核糖体结合位点（Ribosomal binding site,RBS）等比较匮乏,且用于筛选鉴定相关生物元