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在Python中编写LeNet()模型对手势识别进行分类

发布时间:2023-12-24 16:31:01

LeNet是一个经典的卷积神经网络模型,最初被用于手写数字识别任务。在这个例子中,我们将使用LeNet模型对手势识别进行分类。

LeNet模型的结构如下:

1. 输入层(32x32的图像)

2. 层卷积层:使用6个5x5的卷积核,输出6个28x28的特征图

3. 层池化层:使用2x2的池化窗口,输出6个14x14的特征图

4. 第二层卷积层:使用16个5x5的卷积核,输出16个10x10的特征图

5. 第二层池化层:使用2x2的池化窗口,输出16个5x5的特征图

6. 第三层全连接层:将特征图展平成一个长度为400的向量

7. 第四层全连接层:输出120个特征

8. 第五层全连接层:输出84个特征

9. 输出层:根据分类数量输出相应数量的特征

下面是一个使用LeNet模型对手势进行分类的例子:

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torch.nn.functional as F

class LeNet(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(LeNet, self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(1, 6, 5)
        self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, 5)
        self.fc1 = nn.Linear(16*5*5, 120)
        self.fc2 = nn.Linear(120, 84)
        self.fc3 = nn.Linear(84, 10)

    def forward(self, x):
        x = F.relu(self.conv1(x))
        x = F.max_pool2d(x, 2)
        x = F.relu(self.conv2(x))
        x = F.max_pool2d(x, 2)
        x = x.view(-1, 16*5*5)
        x = F.relu(self.fc1(x))
        x = F.relu(self.fc2(x))
        x = self.fc3(x)
        return x

# 创建LeNet模型
model = LeNet()

# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)

# 准备数据集
# 假设手势数据集已经准备好,存储在hand_gesture_dataset中
# 其中hand_gesture_dataset是一个torch.Tensor类型的数组,形状为(N, 1, 32, 32),N为样本数目
# 假设手势数据集共有10个类别
hand_gesture_labels = torch.tensor([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])  # 10个手势类别

# 进行训练
num_epochs = 10
batch_size = 32

for epoch in range(num_epochs):
    running_loss = 0.0
    for i in range(0, len(hand_gesture_dataset), batch_size):
        inputs = hand_gesture_dataset[i:i+batch_size]
        labels = hand_gesture_labels[i:i+batch_size]

        # 清零参数梯度
        optimizer.zero_grad()

        # 前向传播
        outputs = model(inputs)
        loss = criterion(outputs, labels)

        # 反向传播和优化
        loss.backward()
        optimizer.step()

        running_loss += loss.item()
    print('Epoch [%d/%d], Loss: %.4f' % (epoch+1, num_epochs, running_loss))

print('训练完成')

# 在测试集上进行测试
test_inputs =  # 准备好的测试数据集
test_labels =  # 测试数据集对应的标签

with torch.no_grad():
    model.eval()  # 将模型设置为评估模式,关闭dropout
    test_outputs = model(test_inputs)
    _, predicted = torch.max(test_outputs.data, 1)
    accuracy = torch.sum(predicted == test_labels).item() / len(test_labels)
    print('测试集准确率: %.2f%%' % (accuracy * 100))

以上就是使用LeNet模型对手势进行分类的Python例子。在实际使用时,需要根据具体的数据集和任务进行适当的修改和优化。