神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測編碼器的設(shè)計及應(yīng)用

對Bayer圖像當(dāng)前像素的預(yù)測可用下面兩式表示：

其中：(k，l)∈{(一3，O)，(一2，一1)，(一2，O)，(一1，一2)，(一l，一1)，(一1，O)，(O，一3)，(O，一2)，(O，一1)}，x(i，j)為當(dāng)前像素的真實(shí)值；互(i，j)是當(dāng)前像素的預(yù)測值，e(i，j)是預(yù)測誤差。預(yù)測函數(shù)f用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。因此，輸入層有9個神經(jīng)元。而網(wǎng)絡(luò)的輸出即是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測器對當(dāng)前像素的預(yù)測值，因此輸出層有1個神經(jīng)元。
實(shí)際上，隱含層神經(jīng)元數(shù)取決于訓(xùn)練樣本數(shù)的多少、噪聲量的大小及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的輸入一輸出函數(shù)關(guān)系或分類關(guān)系的復(fù)雜程度。對許多應(yīng)用場合均適用的一條有關(guān)確定隱結(jié)點(diǎn)數(shù)的規(guī)則即所謂的幾何金字塔規(guī)則(geometric pyramidrule)：從輸入層到輸出層，結(jié)點(diǎn)數(shù)不斷減少，其形好似金字塔，如圖4所示。

本文通過大量實(shí)驗(yàn)，最終確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測器的第一隱含層具有9個神經(jīng)元，第二隱含層具有6個神經(jīng)元。至此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測器結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定，如圖5所示。

2．3 傳輸函數(shù)
在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像處理中，常使用的傳輸函數(shù)有兩大類：
(1)線性傳輸函數(shù)；
(2)非線性傳輸函數(shù)。
線性傳輸函數(shù)的變換較簡單，其輸出相對于輸入呈線性增長，因而函數(shù)輸入范圍較小，且它不具有可微分性，這對于具有非線性特性的圖像信息來說并不適用。經(jīng)典的BP算法采用sigmoid函數(shù)，其輸出的動態(tài)范圍為[O，1]，sigmoid和其導(dǎo)數(shù)為式1和式2：