eras模块实现卷积神经网络

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课题背景

从汽车的诞生到现在为止已经有一百多年的历史了随着车辆的增多交通事故频繁发生成为社会发展的隐患人们的生命安全受到了严重威胁。

多起事故发生原因中都有一个共同点那就是因为视觉问题使驾驶员在行车时获取不准确的信息导致交通事故的发生。

为了解决这个问题高级驾驶辅助系统ADAS应运而生其中车道线检测就是ADAS中相当重要的一个环节。

利用机器视觉来检测车道线相当于给汽车安装上了一双“眼睛”从而代替人眼来获取车道线信息在一定程度上可以减少发生交通事故的概率。

实现效果

受到人类大脑神经突触结构相互连接的模式启发神经网络作为人工智能领域的重要组成部分通过分布式的方法处理信息可以解决复杂的非线性问题从构造方面来看主要包括输入层、隐藏层、输出层三大组成结构。

每一个节点被称为一个神经元存在着对应的权重参数部分神经元存在偏置当输入数据进入后对于经过的神经元都会进行类似于yw*xb的线性函数的计算其中为该位置神经元的权值b则为偏置函数。

通过每一层神经元的逻辑运算将结果输入至最后一层的激活函数最后得到输出output。

3.1卷积层

卷积核相当于一个滑动窗口示意图中x大小的卷积核依次划过x大小的输入数据中的对应区域并与卷积核滑过区域做矩阵点乘将所得结果依次填入对应位置即可得到右侧x尺寸的卷积特征图例如划到右上角x所圈区域时将进行xxxxxxxxxx的计算操作并将得到的数值填充到卷积特征的右上角。

3.2

池化操作又称为降采样提取网络主要特征可以在达到空间不变性的效果同时有效地减少网络参数因而简化网络计算复杂度防止过拟合现象的出现。

在实际操作中经常使用最大池化或平均池化两种方式如下图所示。

虽然池化操作可以有效的降低参数数量但过度池化也会导致一些图片细节的丢失因此在搭建网络时要根据实际情况来调整池化操作。

3.3

激活函数大致分为两种在卷积神经网络的发展前期使用较为传统的饱和激活函数主要包括sigmoid函数、tanh函数等随着神经网络的发展研宄者们发现了饱和激活函数的弱点并针对其存在的潜在问题研宄了非饱和激活函数其主要含有ReLU函数及其函数变体

3.4

在整个网络结构中起到“分类器”的作用经过前面卷积层、池化层、激活函数层之后网络己经对输入图片的原始数据进行特征提取并将其映射到隐藏特征空间全连接层将负责将学习到的特征从隐藏特征空间映射到样本标记空间一般包括提取到的特征在图片上的位置信息以及特征所属类别概率等。

将隐藏特征空间的信息具象化也是图像处理当中的重要一环。

3.5

__init__(self):super().__init__()self.conv1

tf.keras.layers.Conv2D(filters32,

5],

tf.keras.layers.MaxPool2D(pool_size[2,

2],

tf.keras.layers.Conv2D(filters64,kernel_size[5,

5],paddingsame,activationtf.nn.relu)self.pool2

tf.keras.layers.MaxPool2D(pool_size[2,

2],

tf.keras.layers.Reshape(target_shape(7

64,))self.dense1

tf.keras.layers.Dense(units1024,

activationtf.nn.relu)self.dense2

tf.keras.layers.Dense(units10)def

call(self,

目标候选框的两阶段检测方法另一类是基于免候选框的单阶段检测SSD、YOLO系列都是典型的基于回归思想的单阶段检测方法。

YOLOv5

2020年由Ultralytics发布的YOLOv5在网络轻量化

版本不同YOLOv5

是YOLOv5n、YOLOv5s、YOLOv5m、YOLOv5l、

数(Depth

BottleneckC3(带3个CBS模块的BottleneckCSP结构)中

模型结构图如下

获取摔倒数据集准备训练如果没有准备好的数据集可自己标注但过程会相对繁琐

深度学习图像标注软件众多按照不同分类标准有多中类型本文使用LabelImg单机标注软件进行标注。

LabelImg是基于角点的标注方式产生边界框对图片进行标注得到xml格式的标注文件由于边界框对检测精度的影响较大因此采用手动标注并没有使用自动标注软件。

考虑到有的朋友时间不足博主提供了标注好的数据集和训练好的模型需要请联系。

数据标注简介

打开你所需要进行标注的文件夹点击红色框区域进行标注格式切换我们需要yolo格式因此切换到yolo

点击Create

这里主要是配置models目录下的模型yaml文件主要是进去后修改nc这个参数来进行类别的修改。

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