深度学习毕业设计基于HRNet模型的跌倒检测系统设计与实现
🎈1.项目内容随着技术不断发展,人们逐渐将侧重点逐渐放到了计算机视觉这个研究方向,而在这一重要领域,跌倒检测系统尤为热门并且也取得了相当程度上的发展。但是这也有着局限性,因为需要识别的图像经常受到数中因素 影响从而导致准确率下降,所以早期基于手工特征的跌倒检测系统的方法也无法获得足以让人们满意的结果。
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文章目录
一、项目技术
开发语言:Python
python框架:Django
软件版本:python3.7/python3.8
数据库:mysql 5.7或更高版本
数据库工具:Navicat11
开发软件:PyCharm/vs code
前端框架:vue.js
二、项目内容和功能介绍
🎈1.项目内容
随着技术不断发展,人们逐渐将侧重点逐渐放到了计算机视觉这个研究方向,而在这一重要领域,跌倒检测系统尤为热门并且也取得了相当程度上的发展。但是这也有着局限性,因为需要识别的图像经常受到数中因素 影响从而导致准确率下降,所以早期基于手工特征的跌倒检测系统的方法也无法获得足以让人们满意的结果。
随着越来越多人逐渐发现,在深度学习的领域上在跌倒检测系统的方面上有着卓越的成效,总体上跌倒检测系统取得了显著的进步,尤其突出的是基于卷积神经网络的学习特征已经可以大部分替代早期手工特征 的识别方法,并且可以很大程度上实现端到端的优化,成为了目前的主流方向。
但是尽管卷积神经网络特征提取方法取得了较大的进展,但是它仍然有着自己的局限性。当使用到实际时,仍 然有着许多的问题在很大程度上降低模型判断的准确性。比如目前的主要研究方向就是掌握模型在精度与速度之间的平衡,其次是考虑量化误差与优化矛盾在其中的重要性。这些都是实现跌倒检测系统的关键问题。为了解 决并完善这些问题,本文将详细展开研究工作。
🎈2.功能介绍
3.1 数据获取
本系统的数据集主要通过网上搜索和自建来获得,我们将分享几个可用于跌倒检测和分类识别的数据集;跌倒检测数据集(Fall-Down-Detection-Dataset)收集了两个:Fall-Down-Det-v1和Fall-Down-Det-v2,总共约4000张图片;跌倒分类数据集(Fall-Down-Classification-Dataset)收集了三个:分别为Fall-Down-Cls-v1,Fall-Down-Cls-v2和Fall-Down-Cls-v3,总共26000+张图片。数据质量较高,可用于深度学习跌倒检测和识别的项目模型算法开发。
有一些公开的跌倒检测数据集,例如CASIA-Fall、FallDome等,可以直接用于训练和测试基于HRNet模型的跌倒检测系统。这些数据集通常包含了不同角度、不同光照条件下的跌倒情景和非跌倒情景的图像,可以用来训练和验证模型。如果公开数据集不能满足需求,可以通过自行采集的方式来获取数据。自行采集需要使用摄像头在特定的场景下进行录制,并标注跌倒和非跌倒的图像。在采集时,需要注意摄像头的角度、光照条件、背景等因素,以确保数据的多样性和有效性。
实验情况为在单人与多人情况下的正常行走、半蹲、前倒、后倒和随机方向侧倒,实验者共3人。该算法只检测 出人体的骨架图而与实验者的体型、年龄、性别等因素无关。但为了测试算法的兼容性,本文参与实验的实验者身 高均不相等。另外,为了评估算法的鲁棒性,实验还模拟跌倒环境,设有柜台、识别闸机、椅子等物体。
3.2 数据预处理
基于HRNet模型的跌倒检测系统的数据预处理主要包括以下几个步骤:
图像裁剪与调整:将原始图像裁剪到特定的大小,以适应HRNet模型的输入要求。同时,根据需要调整图像的分辨率和尺寸,确保模型能够快速处理并减少计算量。
灰度化处理:将图像从彩色空间转换到灰度空间,将图像的三个颜色通道转换为单一的灰度值。这样做可以减少模型的处理负担并简化图像信息。
归一化:将图像像素值归一化到特定的范围,如[0,1]或[-1,1]。归一化处理有助于加速模型的收敛速度并提高模型的稳定性。
数据增强:通过旋转、翻转、缩放等操作增加数据的多样性,有助于提高模型的泛化能力。数据增强可以有效地扩充数据集,并在一定程度上缓解过拟合问题。
标注转换:将图像的标签(跌倒或非跌倒)转换为模型所需的格式。通常,模型需要特定格式的标签进行训练和测试。根据实际需求,可以采用不同的标注方式,如像素级标注、区域标注等。
随机打乱与分批:为了在训练时能够更有效地利用GPU内存,将数据随机打乱并分批处理。这样做可以加速模型的训练过程,并提高模型的收敛速度。
通过以上预处理步骤,可以有效地准备和优化基于HRNet模型的跌倒检测系统的数据集,为模型的训练和测试提供高质量的输入数据。这些预处理步骤可以根据实际需求进行调整和优化,以达到最佳的训练效果。
三、核心代码
部分代码:
def config_page(request):
'''
获取参数信息
:return:
'''
if request.method in ["POST", "GET"]:
msg = {"code": normal_code, "msg": mes.normal_code,
"data": {"currPage": 1, "totalPage": 1, "total": 1, "pageSize": 10, "list": []}}
req_dict = request.session.get('req_dict')
msg['data']['list'], msg['data']['currPage'], msg['data']['totalPage'], msg['data']['total'], \
msg['data']['pageSize'] = config.page(config, config, req_dict)
return JsonResponse(msg)
def config_list(request):
'''
'''
if request.method in ["POST", "GET"]:
msg = {"code": normal_code, "msg": mes.normal_code,
"data": {"currPage": 1, "totalPage": 1, "total": 1, "pageSize": 10, "list": []}}
req_dict = request.session.get("req_dict")
msg['data']['list'], msg['data']['currPage'], msg['data']['totalPage'], msg['data']['total'], \
msg['data']['pageSize'] = config.page(config, config, req_dict)
return JsonResponse(msg)
def config_info(request, id_):
'''
'''
if request.method in ["POST", "GET"]:
msg = {"code": normal_code, "msg": mes.normal_code, "data": {}}
data = config.getbyid(config, config, int(id_))
if len(data) > 0:
msg['data'] = data[0]
return JsonResponse(msg)
def config_detail(request, id_):
'''
'''
if request.method in ["POST", "GET"]:
msg = {"code": normal_code, "msg": mes.normal_code, "data": {}}
data = config.getbyid(config, config, int(id_))
if len(data) > 0:
msg['data'] = data[0]
return JsonResponse(msg)
def config_save(request):
'''
创建参数信息
:return:
'''
if request.method in ["POST", "GET"]:
msg = {"code": normal_code, "msg": mes.normal_code, "data": {}}
req_dict = request.session.get('req_dict')
param1 = config.getbyparams(config, config, req_dict)
if param1:
msg['code'] = id_exist_code
msg['msg'] = mes.id_exist_code
return JsonResponse(msg)
error = config.createbyreq(config, config, req_dict)
logging.warning("save_config.res=========>{}".format(error))
if error != None:
msg['code'] = crud_error_code
msg['msg'] = error
return JsonResponse(msg)
def config_add(request):
'''
'''
if request.method in ["POST", "GET"]:
msg = {"code": normal_code, "msg": mes.normal_code, "data": {}}
req_dict = request.session.get("req_dict")
error = config.createbyreq(config, config, req_dict)
if error != None:
msg['code'] = crud_error_code
msg['msg'] = error
return JsonResponse(msg)
def config_update(request):
'''
更新参数信息
:return:
'''
if request.method in ["POST", "GET"]:
msg = {"code": normal_code, "msg": mes.normal_code, "data": {}}
req_dict = request.session.get('req_dict')
config.updatebyparams(config, config, req_dict)
return JsonResponse(msg)
四、效果图




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