简单的去噪--自编码器AE系列
时间: 2025-01-09 10:24:00 浏览: 55
### 自编码器AE系列中的简单去噪应用
自编码器(Autoencoder, AE)是一种无监督学习模型,主要用于降维、特征提取以及数据重建。对于简单的去噪任务,可以通过构建一个变分自编码器(Variational Autoencoder, VAE),其结构能够有效地去除输入信号中的噪声。
#### 构建简单去噪自编码器
为了实现简单的去噪功能,可以设计如下架构:
1. **编码部分**:接收含噪图像作为输入,并将其压缩成低维度表示;
2. **解码部分**:尝试从未被污染的数据版本重构原始干净图像;
通过这种方式训练网络,在测试阶段仅需提供有噪音的样本给该系统即可获得清理后的输出[^1]。
下面是一个基于Keras框架下的Python代码片段来展示如何创建并训练这样一个简单的去噪自动编码器:
```python
import numpy as np
from keras.layers import Input, Dense
from keras.models import Model
# 假设我们有一个大小为784(28*28像素)的手写数字图片集mnist,
# 加载MNIST数据集...
(x_train, _), (x_test, _) = ...
x_train = x_train.astype('float32') / 255.
x_test = x_test.astype('float32') / 255.
# 添加随机高斯白噪声到训练集中模拟实际场景下可能遇到的情况
noise_factor = 0.5
x_train_noisy = x_train + noise_factor * np.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=x_train.shape)
x_test_noisy = x_test + noise_factor * np.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=x_test.shape)
input_img = Input(shape=(784,))
encoded = Dense(128, activation='relu')(input_img)
encoded = Dense(64, activation='relu')(encoded)
encoded = Dense(32, activation='relu')(encoded)
decoded = Dense(64, activation='relu')(encoded)
decoded = Dense(128, activation='relu')(decoded)
decoded = Dense(784, activation='sigmoid')(decoded)
autoencoder = Model(input_img, decoded)
autoencoder.compile(optimizer='adam', loss='binary_crossentropy')
autoencoder.fit(x_train_noisy, x_train,
epochs=50,
batch_size=256,
shuffle=True,
validation_data=(x_test_noisy, x_test))
```
此段代码展示了如何去定义一个三层全连接层组成的自编码器来进行基本的去噪操作。当然也可以根据具体应用场景调整层数和其他超参数设置以达到更好的效果[^2]。
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