当前位置: 首页 > news >正文

竞赛 : 题目:基于深度学习的水果识别 设计 开题 技术

1 前言

Hi,大家好,这里是丹成学长,今天做一个 基于深度学习的水果识别demo

这是一个较为新颖的竞赛课题方向,学长非常推荐!

🧿 更多资料, 项目分享:

https://gitee.com/dancheng-senior/postgraduate

2 开发简介

深度学习作为机器学习领域内新兴并且蓬勃发展的一门学科, 它不仅改变着传统的机器学习方法, 也影响着我们对人类感知的理解,
已经在图像识别和语音识别等领域取得广泛的应用。 因此, 本文在深入研究深度学习理论的基础上, 将深度学习应用到水果图像识别中,
以此来提高了水果图像的识别性能。

3 识别原理

3.1 传统图像识别原理

传统的水果图像识别系统的一般过程如下图所示,主要工作集中在图像预处理和特征提取阶段。

在大多数的识别任务中, 实验所用图像往往是在严格限定的环境中采集的, 消除了外界环境对图像的影响。 但是实际环境中图像易受到光照变化、 水果反光、
遮挡等因素的影响, 这在不同程度上影响着水果图像的识别准确率。

在传统的水果图像识别系统中, 通常是对水果的纹理、 颜色、 形状等特征进行提取和识别。

在这里插入图片描述

3.2 深度学习水果识别

CNN 是一种专门为识别二维特征而设计的多层神经网络, 它的结构如下图所示,这种结构对平移、 缩放、 旋转等变形具有高度的不变性。

在这里插入图片描述

学长本次采用的 CNN 架构如图:
在这里插入图片描述

4 数据集

  • 数据库分为训练集(train)和测试集(test)两部分

  • 训练集包含四类apple,orange,banana,mixed(多种水果混合)四类237张图片;测试集包含每类图片各两张。图片集如下图所示。

  • 图片类别可由图片名称中提取。

训练集图片预览

在这里插入图片描述

测试集预览
在这里插入图片描述

数据集目录结构
在这里插入图片描述

5 部分关键代码

5.1 处理训练集的数据结构

import os
import pandas as pd    train_dir = './Training/'
test_dir = './Test/'
fruits = []
fruits_image = []for i in os.listdir(train_dir):for image_filename in os.listdir(train_dir + i):fruits.append(i) # name of the fruitfruits_image.append(i + '/' + image_filename)
train_fruits = pd.DataFrame(fruits, columns=["Fruits"])
train_fruits["Fruits Image"] = fruits_imageprint(train_fruits)

5.2 模型网络结构

import matplotlib.pyplot as plt
​    import seaborn as sns
​    from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator, img_to_array, load_img
​    from glob import glob
​    from keras.models import Sequential
​    from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Activation, Dropout, Flatten, Dense
​    img = load_img(train_dir + "Cantaloupe 1/r_234_100.jpg")
​    plt.imshow(img)
​    plt.axis("off")
​    plt.show()
​    array_image = img_to_array(img)# shape (100,100)print("Image Shape --> ", array_image.shape)# 131个类目fruitCountUnique = glob(train_dir + '/*' )numberOfClass = len(fruitCountUnique)print("How many different fruits are there --> ",numberOfClass)# 构建模型model = Sequential()model.add(Conv2D(32,(3,3),input_shape = array_image.shape))model.add(Activation("relu"))model.add(MaxPooling2D())model.add(Conv2D(32,(3,3)))model.add(Activation("relu"))model.add(MaxPooling2D())model.add(Conv2D(64,(3,3)))model.add(Activation("relu"))model.add(MaxPooling2D())model.add(Flatten())model.add(Dense(1024))model.add(Activation("relu"))model.add(Dropout(0.5))# 区分131类model.add(Dense(numberOfClass)) # outputmodel.add(Activation("softmax"))model.compile(loss = "categorical_crossentropy",optimizer = "rmsprop",metrics = ["accuracy"])print("Target Size --> ", array_image.shape[:2])## 

5.3 训练模型

    
​    train_datagen = ImageDataGenerator(rescale= 1./255,
​                                       shear_range = 0.3,
​                                       horizontal_flip=True,
​                                       zoom_range = 0.3)
​    test_datagen = ImageDataGenerator(rescale= 1./255)epochs = 100batch_size = 32train_generator = train_datagen.flow_from_directory(train_dir,target_size= array_image.shape[:2],batch_size = batch_size,color_mode= "rgb",class_mode= "categorical")test_generator = test_datagen.flow_from_directory(test_dir,target_size= array_image.shape[:2],batch_size = batch_size,color_mode= "rgb",class_mode= "categorical")for data_batch, labels_batch in train_generator:print("data_batch shape --> ",data_batch.shape)print("labels_batch shape --> ",labels_batch.shape)breakhist = model.fit_generator(generator = train_generator,steps_per_epoch = 1600 // batch_size,epochs=epochs,validation_data = test_generator,validation_steps = 800 // batch_size)#保存模型 model_fruits.h5model.save('model_fruits.h5')

顺便输出训练曲线

    #展示损失模型结果
​    plt.figure()
​    plt.plot(hist.history["loss"],label = "Train Loss", color = "black")
​    plt.plot(hist.history["val_loss"],label = "Validation Loss", color = "darkred", linestyle="dashed",markeredgecolor = "purple", markeredgewidth = 2)
​    plt.title("Model Loss", color = "darkred", size = 13)
​    plt.legend()
​    plt.show()#展示精确模型结果plt.figure()plt.plot(hist.history["accuracy"],label = "Train Accuracy", color = "black")plt.plot(hist.history["val_accuracy"],label = "Validation Accuracy", color = "darkred", linestyle="dashed",markeredgecolor = "purple", markeredgewidth = 2)plt.title("Model Accuracy", color = "darkred", size = 13)plt.legend()plt.show()![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/686ace7db27c4145837ec2e09e8ad917.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBARGFuQ2hlbmctc3R1ZGlv,size_17,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)

在这里插入图片描述

6 识别效果

from tensorflow.keras.models import load_model
import os
import pandas as pd
from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator,img_to_array, load_img
import cv2,matplotlib.pyplot as plt,numpy as np
from keras.preprocessing import imagetrain_datagen = ImageDataGenerator(rescale= 1./255,shear_range = 0.3,horizontal_flip=True,zoom_range = 0.3)model = load_model('model_fruits.h5')
batch_size = 32
img = load_img("./Test/Apricot/3_100.jpg",target_size=(100,100))
plt.imshow(img)
plt.show()array_image = img_to_array(img)
array_image = array_image * 1./255
x = np.expand_dims(array_image, axis=0)
images = np.vstack([x])
classes = model.predict_classes(images, batch_size=10)
print(classes)
train_dir = './Training/'train_generator = train_datagen.flow_from_directory(train_dir,target_size= array_image.shape[:2],batch_size = batch_size,color_mode= "rgb",class_mode= "categorical”)
print(train_generator.class_indices)

在这里插入图片描述

    fig = plt.figure(figsize=(16, 16))axes = []files = []predictions = []true_labels = []rows = 5cols = 2
# 随机选择几个图片
def getRandomImage(path, img_width, img_height):"""function loads a random image from a random folder in our test path"""folders = list(filter(lambda x: os.path.isdir(os.path.join(path, x)), os.listdir(path)))random_directory = np.random.randint(0, len(folders))path_class = folders[random_directory]file_path = os.path.join(path, path_class)file_names = [f for f in os.listdir(file_path) if os.path.isfile(os.path.join(file_path, f))]random_file_index = np.random.randint(0, len(file_names))image_name = file_names[random_file_index]final_path = os.path.join(file_path, image_name)return image.load_img(final_path, target_size = (img_width, img_height)), final_path, path_classdef draw_test(name, pred, im, true_label):BLACK = [0, 0, 0]expanded_image = cv2.copyMakeBorder(im, 160, 0, 0, 300, cv2.BORDER_CONSTANT, value=BLACK)cv2.putText(expanded_image, "predicted: " + pred, (20, 60), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,0.85, (255, 0, 0), 2)cv2.putText(expanded_image, "true: " + true_label, (20, 120), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,0.85, (0, 255, 0), 2)return expanded_image
IMG_ROWS, IMG_COLS = 100, 100# predicting images
for i in range(0, 10):path = "./Test"img, final_path, true_label = getRandomImage(path, IMG_ROWS, IMG_COLS)files.append(final_path)true_labels.append(true_label)x = image.img_to_array(img)x = x * 1./255x = np.expand_dims(x, axis=0)images = np.vstack([x])classes = model.predict_classes(images, batch_size=10)predictions.append(classes)class_labels = train_generator.class_indices
class_labels = {v: k for k, v in class_labels.items()}
class_list = list(class_labels.values())for i in range(0, len(files)):image = cv2.imread(files[i])image = draw_test("Prediction", class_labels[predictions[i][0]], image, true_labels[i])axes.append(fig.add_subplot(rows, cols, i+1))plt.imshow(cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB))plt.grid(False)plt.axis('off')
plt.show()

在这里插入图片描述

7 最后

🧿 更多资料, 项目分享:

https://gitee.com/dancheng-senior/postgraduate

相关文章:

竞赛 : 题目:基于深度学习的水果识别 设计 开题 技术

1 前言 Hi,大家好,这里是丹成学长,今天做一个 基于深度学习的水果识别demo 这是一个较为新颖的竞赛课题方向,学长非常推荐! 🧿 更多资料, 项目分享: https://gitee.com/dancheng-senior/pos…...

oracle的debjob挂載及查詢

背景 有一個需求需要定時去執行一個produce,可以使用oracle的dbjob定時執行,相比較之前的vbs更加絲滑 --傳遞produce 開始的時間 頻率 declarea number;beginDBMS_JOB.SUBMIT(a,xx_warehouse_daliy_record_p;,to_date(202311230800,yyyymmddhh24mi),…...

Pycharm创建项目新环境,安装Pytorch

在python项目中,很多项目使用的各类包的版本是不一致的。所以我们可以对每个项目有专属于它的环境。所以这个文章就是教你如何创建新环境。 一、创建新环境 首先我们需要去官网下载conda。然后在Pycharm下面添加conda的可执行文件。 用conda创建新环境。 二、…...

assert断言

1.引入 assert.h 头⽂件定义了宏 assert() ,⽤于在运⾏时确保程序符合指定条件,如果不符合,就报错终⽌运⾏。这个宏常常被称为“断⾔”。 2.应用 assert(p ! NULL); 上⾯代码在程序运⾏到这⼀⾏语句时,验证变量 p 是否等于 …...

我们对凌鲨的一次重构

在10月我们对凌鲨进行了一次重构,把所有鸡肋的功能都删除了。 新版本界面 老版本界面 我们干掉的功能 移除沟通频道功能 沟通频道类似slack功能,用于团队沟通。由于国内有大量的沟通软件,比如企业微信,飞书,钉钉等。…...

【JVM】一篇通关JVM垃圾回收

目录 1. 如何判断对象可以回收1-1. 引用计数法1-2. 可达性分析算法1-3. 四种引用强引用软引用弱引用虚引用终结器引用 2. 垃圾回收算法2-1. 标记清除2-2. 标记整理2-3. 复制2-4. 总结 3. 分代垃圾回收4. 垃圾回收器5. 垃圾回收调优 1. 如何判断对象可以回收 1-1. 引用计数法 …...

【小沐学写作】原型设计工具汇总(Axure RP)

文章目录 1、简介2、Axure RP2.1 工具简介2.2 工具特点2.2.1 互动事件2.2.2 条件逻辑2.2.4 工作表格2.2.5 多状态容器2.2.6 数据驱动接口2.2.7 自适应视图2.2.8 流程图 2.3 工具安装2.3.1 安装2.3.2 运行 2.4 使用费用2.5 工具体验2.5.1 登陆框制作 3、其他3.1 Figma3.2 Adobe …...

WebSocket 鉴权策略与技巧详解

WebSocket 作为实时通信的利器,越来越受到开发者的青睐。然而,为了确保通信的安全性和合法性,鉴权成为不可或缺的一环。本文将深入探讨 WebSocket 的鉴权机制,为你呈现一揽子的解决方案,确保你的 WebSocket 通信得心应…...

2022 年十大 JavaScript 框架

2022 年十大 Web 应用开发 JavaScript 框架。 React.js jQuery Express Angular Vue.js Angular.js Svelte Next.js Ember.js Meteor React.js React.js 于 2013 年由 Meta(Facebook 前身) 推出,是一款开源的、免费的 JavaScript 库。React.js 被用于开…...

Java中的线程池

目录 1、线程池的概念及其用途 2、Java中的线程池是如何创建和使用的 扩展:有哪些不同类型的线程池? 3、Java中线程池有哪些常见的应用场景? 4、线程池在Web应用中的使用情况 5、线程池如何管理多线程请求处理 1、线程池的概念及其用途…...

excel单元格加背景颜色不生效?

如果在 Excel 中设置单元格背景颜色而发现不生效,可能有几个原因。以下是一些常见的解决方法: 1. **单元格锁定:** 检查所在单元格是否被锁定。如果单元格被锁定,并且工作表被保护,你可能无法更改其背景颜色。在工作表…...

鸿蒙开发板——环境搭建(南派开发)

概述 为了帮大家理清楚鸿蒙开发的套路,我们从头再梳理一遍相关的脉络。并为大家总结一些重点性的内容。在介绍OpenHarmony特性前,需要大家先明确以下两个基本概念: 子系统 OpenHarmony整体遵从分层设计,从下向上依次为&#xf…...

【C++代码】链表

算法:搜索、查找、排序、双指针、回溯、分治、动态规划、贪心、位运算、数学等。 数据结构:数组、栈、队列、字符串、链表、树、图、堆、哈希表等。 数据结构是为实现对计算机数据有效使用的各种数据组织形式,服务于各类计算机操作。不同的…...

01、Tensorflow实现二元手写数字识别

01、Tensorflow实现二元手写数字识别(二分类问题) 开始学习机器学习啦,已经把吴恩达的课全部刷完了,现在开始熟悉一下复现代码。对这个手写数字实部比较感兴趣,作为入门的素材非常合适。 基于Tensorflow 2.10.0 1、…...

HCIA-Datacom跟官方路线学习第二部分

接着前面第六章,通过VLAN技术, 可以将物理的局域网划分成多个广播域, 实现同一VLAN内的网络设备可以直接进行二层通信, 不同VLAN内的设备不可以直接进行二层通信。 第七章 生成树 在以太网交换网络会使用冗余链路, 但…...

BIO、NIO和AIO的区别

一、基础知识: I/O 模型的简单理解: 1.BIO(Blocking I/O):同步阻塞,一个线程处理一个通道上的事件。 2.NIO(Non-blocking I/O):同步非阻塞,使用选择器&…...

makefile 学习(5)完整的makefile模板

参考自: (1)深度学习部署笔记(二): g, makefile语法,makefile自己的CUDA编程模板(2)https://zhuanlan.zhihu.com/p/396448133(3) 一个挺好的工程模板,(https://github.com/shouxieai/cpp-proj-template) 1. c 编译流…...

专业远程控制如何塑造安全体系?向日葵“全流程安全闭环”解析

安全是远程控制的重中之重,作为国民级远程控制品牌,向日葵远程控制就极为注重安全远控服务的塑造。近期向日葵发布了以安全和核心的新版“向日葵15”以及同步发布《贝锐向日葵远控安全标准白皮书》(下简称《白皮书》),…...

node.js解决输出中文乱码问题

个人简介 👨🏻‍💻个人主页:九黎aj 🏃🏻‍♂️幸福源自奋斗,平凡造就不凡 🌟如果文章对你有用,麻烦关注点赞收藏走一波,感谢支持! 🌱欢迎订阅我的…...

CentOS 7 使用异步网络框架Libevent

CentOS 7 安装Libevent库 libevent github地址:https://github.com/libevent/libevent 步骤1:首先,你需要下载libevent的源代码。你可以从github或者源代码官方网站下载。并上传至/usr/local/source_code/ 步骤2:下载完成后&…...

【CSS position 属性】static、relative、fixed、absolute 、sticky详细介绍,多层嵌套定位示例

文章目录 ★ position 的五种类型及基本用法 ★ 一、position 属性概述 二、position 的五种类型详解(初学者版) 1. static(默认值) 2. relative(相对定位) 3. absolute(绝对定位) 4. fixed(固定定位) 5. sticky(粘性定位) 三、定位元素的层级关系(z-i…...

cf2117E

原题链接&#xff1a;https://codeforces.com/contest/2117/problem/E 题目背景&#xff1a; 给定两个数组a,b&#xff0c;可以执行多次以下操作&#xff1a;选择 i (1 < i < n - 1)&#xff0c;并设置 或&#xff0c;也可以在执行上述操作前执行一次删除任意 和 。求…...

根据万维钢·精英日课6的内容,使用AI(2025)可以参考以下方法:

根据万维钢精英日课6的内容&#xff0c;使用AI&#xff08;2025&#xff09;可以参考以下方法&#xff1a; 四个洞见 模型已经比人聪明&#xff1a;以ChatGPT o3为代表的AI非常强大&#xff0c;能运用高级理论解释道理、引用最新学术论文&#xff0c;生成对顶尖科学家都有用的…...

【碎碎念】宝可梦 Mesh GO : 基于MESH网络的口袋妖怪 宝可梦GO游戏自组网系统

目录 游戏说明《宝可梦 Mesh GO》 —— 局域宝可梦探索Pokmon GO 类游戏核心理念应用场景Mesh 特性 宝可梦玩法融合设计游戏构想要素1. 地图探索&#xff08;基于物理空间 广播范围&#xff09;2. 野生宝可梦生成与广播3. 对战系统4. 道具与通信5. 延伸玩法 安全性设计 技术选…...

听写流程自动化实践,轻量级教育辅助

随着智能教育工具的发展&#xff0c;越来越多的传统学习方式正在被数字化、自动化所优化。听写作为语文、英语等学科中重要的基础训练形式&#xff0c;也迎来了更高效的解决方案。 这是一款轻量但功能强大的听写辅助工具。它是基于本地词库与可选在线语音引擎构建&#xff0c;…...

CVE-2020-17519源码分析与漏洞复现(Flink 任意文件读取)

漏洞概览 漏洞名称&#xff1a;Apache Flink REST API 任意文件读取漏洞CVE编号&#xff1a;CVE-2020-17519CVSS评分&#xff1a;7.5影响版本&#xff1a;Apache Flink 1.11.0、1.11.1、1.11.2修复版本&#xff1a;≥ 1.11.3 或 ≥ 1.12.0漏洞类型&#xff1a;路径遍历&#x…...

手机平板能效生态设计指令EU 2023/1670标准解读

手机平板能效生态设计指令EU 2023/1670标准解读 以下是针对欧盟《手机和平板电脑生态设计法规》(EU) 2023/1670 的核心解读&#xff0c;综合法规核心要求、最新修正及企业合规要点&#xff1a; 一、法规背景与目标 生效与强制时间 发布于2023年8月31日&#xff08;OJ公报&…...

VisualXML全新升级 | 新增数据库编辑功能

VisualXML是一个功能强大的网络总线设计工具&#xff0c;专注于简化汽车电子系统中复杂的网络数据设计操作。它支持多种主流总线网络格式的数据编辑&#xff08;如DBC、LDF、ARXML、HEX等&#xff09;&#xff0c;并能够基于Excel表格的方式生成和转换多种数据库文件。由此&…...

使用SSE解决获取状态不一致问题

使用SSE解决获取状态不一致问题 1. 问题描述2. SSE介绍2.1 SSE 的工作原理2.2 SSE 的事件格式规范2.3 SSE与其他技术对比2.4 SSE 的优缺点 3. 实战代码 1. 问题描述 目前做的一个功能是上传多个文件&#xff0c;这个上传文件是整体功能的一部分&#xff0c;文件在上传的过程中…...

Windows 下端口占用排查与释放全攻略

Windows 下端口占用排查与释放全攻略​ 在开发和运维过程中&#xff0c;经常会遇到端口被占用的问题&#xff08;如 8080、3306 等常用端口&#xff09;。本文将详细介绍如何通过命令行和图形化界面快速定位并释放被占用的端口&#xff0c;帮助你高效解决此类问题。​ 一、准…...