当前位置: 首页 > news >正文

基于深度学习的交通标志图像分类识别系统

温馨提示:文末有 CSDN 平台官方提供的学长 QQ 名片 :) 

1. 项目简介

        本文详细探讨了一基于深度学习的交通标志图像识别系统。采用TensorFlow和Keras框架,利用卷积神经网络(CNN)进行模型训练和预测,并引入VGG16迁移学习模型,取得96%的高准确率。通过搭建Web系统,用户能上传交通标志图片,系统实现了自动实时的交通标志分类识别。该系统不仅展示了深度学习在交通领域的实际应用,同时为用户提供了一种高效、准确的交通标志识别服务。

2. 交通标志数据集读取

        数据集里面的图像具有不同大小,光照条件,遮挡情况下的43种不同交通标志符号,图像的成像情况与你实际在真实环境中不同时间路边开车走路时看到的交通标志的情形非常相似。训练集包括大约39,000个图像,而测试集大约有12,000个图像。图像不能保证是固定 的尺寸,标志不一定在每个图像中都是居中。每个图像包含实际交通标志周围10%左右的边界。

folders = os.listdir(train_path)train_number = []
class_num = []for folder in folders:train_files = os.listdir(train_path + '/' + folder)train_number.append(len(train_files))class_num.append(classes[int(folder)])# 不同类别交通标志数量,并进行排序
zipped_lists = zip(train_number, class_num)
sorted_pairs = sorted(zipped_lists)
tuples = zip(*sorted_pairs)
train_number, class_num = [ list(t) for t in  tuples]# 绘制不同类别交通标志数量分布柱状图
plt.figure(figsize=(21,10))  
plt.bar(class_num, train_number)
plt.xticks(class_num, rotation='vertical', fontsize=16)
plt.title('不同类别交通标志数量分布柱状图', fontsize=20)
plt.show()

         划分训练集、验证集:

X_train, X_val, y_train, y_val = train_test_split(image_data, image_labels, test_size=0.3, random_state=42, shuffle=True)X_train = X_train/255 
X_val = X_val/255print("X_train.shape", X_train.shape)
print("X_valid.shape", X_val.shape)
print("y_train.shape", y_train.shape)
print("y_valid.shape", y_val.shape)

        类别标签进行 One-hot 编码:

y_train = keras.utils.to_categorical(y_train, NUM_CATEGORIES)
y_val = keras.utils.to_categorical(y_val, NUM_CATEGORIES)print(y_train.shape)
print(y_val.shape)

3. 卷积神经网络模型构建

model = keras.models.Sequential([    keras.layers.Conv2D(filters=16, kernel_size=(3,3), activation='relu', input_shape=(IMG_HEIGHT,IMG_WIDTH,channels)),keras.layers.Conv2D(filters=32, kernel_size=(3,3), activation='relu'),# ......keras.layers.Conv2D(filters=64, kernel_size=(3,3), activation='relu'),# ......keras.layers.Flatten(),keras.layers.Dense(512, activation='relu'),keras.layers.BatchNormalization(),keras.layers.Dropout(rate=0.5),keras.layers.Dense(43, activation='softmax')
])

4. 模型训练与性能评估

        设置模型训练参数:

epochs = 20initial_learning_rate = 5e-5lr_schedule = tf.keras.optimizers.schedules.ExponentialDecay(initial_learning_rate, #设置初始学习率decay_steps=64,      #每隔多少个step衰减一次decay_rate=0.98,     #衰减系数staircase=True)# 将指数衰减学习率送入优化器
optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=lr_schedule)model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=optimizer, metrics=['accuracy'])history = model.fit(X_train, y_train, batch_size=32, epochs=epochs, validation_data=(X_val, y_val))

        加载测试集进行模型评估: 

# 计算测试集准确率
pred = model.predict(X_test)
pred_labels = np.argmax(pred, 1)print('测试集准确率: ',accuracy_score(labels, pred_labels)*100)
测试集准确率:  93.24623911322249

5. 基于迁移学习的交通标志识别

from tensorflow.keras.applications import VGG16height = 32
width = 32vgg_base_model = VGG16(weights='imagenet', include_top=False, input_shape=(height,width,3))
vgg_base_model.trainable=Truevgg_model = tf.keras.Sequential([vgg_base_model,keras.layers.BatchNormalization(),keras.layers.Flatten(),keras.layers.Dense(512, activation='relu'),keras.layers.BatchNormalization(),keras.layers.Dropout(rate=0.5),keras.layers.Dense(43, activation='softmax')])vgg_model.summary()

Epoch 1/20
858/858 [==============================] - ETA: 0s - loss: 0.9774 - accuracy: 0.7366
Epoch 1: val_accuracy improved from -inf to 0.94806, saving model to best_model.h5
858/858 [==============================] - 334s 387ms/step - loss: 0.9774 - accuracy: 0.7366 - val_loss: 0.1651 - val_accuracy: 0.9481
Epoch 2/20
858/858 [==============================] - ETA: 0s - loss: 0.0737 - accuracy: 0.9804
Epoch 2: val_accuracy improved from 0.94806 to 0.97866, saving model to best_model.h5
858/858 [==============================] - 350s 408ms/step - loss: 0.0737 - accuracy: 0.9804 - val_loss: 0.0750 - val_accuracy: 0.9787
Epoch 3/20
858/858 [==============================] - ETA: 0s - loss: 0.0274 - accuracy: 0.9926
Epoch 3: val_accuracy improved from 0.97866 to 0.98266, saving model to best_model.h5
858/858 [==============================] - 351s 409ms/step - loss: 0.0274 - accuracy: 0.9926 - val_loss: 0.0681 - val_accuracy: 0.9827
Epoch 4/20
858/858 [==============================] - ETA: 0s - loss: 0.0197 - accuracy: 0.9946
Epoch 4: val_accuracy improved from 0.98266 to 0.99779, saving model to best_model.h5
858/858 [==============================] - 339s 395ms/step - loss: 0.0197 - accuracy: 0.9946 - val_loss: 0.0085 - val_accuracy: 0.9978
Epoch 5/20
858/858 [==============================] - ETA: 0s - loss: 0.0081 - accuracy: 0.9982
Epoch 5: val_accuracy improved from 0.99779 to 0.99830, saving model to best_model.h5
858/858 [==============================] - 364s 424ms/step - loss: 0.0081 - accuracy: 0.9982 - val_loss: 0.0067 - val_accuracy: 0.9983
Epoch 6/20
858/858 [==============================] - ETA: 0s - loss: 0.0025 - accuracy: 0.9995
Epoch 6: val_accuracy improved from 0.99830 to 0.99855, saving model to best_model.h5
858/858 [==============================] - 354s 413ms/step - loss: 0.0025 - accuracy: 0.9995 - val_loss: 0.0053 - val_accuracy: 0.9986
Epoch 7/20
858/858 [==============================] - ETA: 0s - loss: 0.0030 - accuracy: 0.9992
Epoch 7: val_accuracy did not improve from 0.99855
858/858 [==============================] - 333s 389ms/step - loss: 0.0030 - accuracy: 0.9992 - val_loss: 0.0126 - val_accuracy: 0.9969
Epoch 7: early stopping 

         模型评估:

# 计算测试集准确率
pred = vgg_model.predict(X_test)
pred_labels = np.argmax(pred, 1)print('测试集准确率: ',accuracy_score(labels, pred_labels)*100)

         测试集准确率: 96.02533650039588

6. 测试集预测结果可视化

plt.figure(figsize = (25, 25))start_index = 0
for i in range(25):plt.subplot(5, 5, i + 1)plt.grid(False)plt.xticks([])plt.yticks([])prediction = pred_labels[start_index + i]actual = labels[start_index + i]col = 'g'if prediction != actual:col = 'r'plt.xlabel('实际类别:{}\n预测类别:{}'.format(classes[actual], classes[prediction]), color = col, fontsize=18)plt.imshow(X_test[start_index + i])
plt.show()

7. 交通标志分类识别系统

7.1 首页

7.2 交通标志在线识别

8. 结论

        本文详细探讨了一基于深度学习的交通标志图像识别系统。采用TensorFlow和Keras框架,利用卷积神经网络(CNN)进行模型训练和预测,并引入VGG16迁移学习模型,取得96%的高准确率。通过搭建Web系统,用户能上传交通标志图片,系统实现了自动实时的交通标志分类识别。该系统不仅展示了深度学习在交通领域的实际应用,同时为用户提供了一种高效、准确的交通标志识别服务。

欢迎大家点赞、收藏、关注、评论啦 ,由于篇幅有限,只展示了部分核心代码。技术交流、源码获取认准下方 CSDN 官方提供的学长 QQ 名片 :)

精彩专栏推荐订阅:

1. Python数据挖掘精品实战案例

2. 计算机视觉 CV 精品实战案例

3. 自然语言处理 NLP 精品实战案例

相关文章:

基于深度学习的交通标志图像分类识别系统

温馨提示:文末有 CSDN 平台官方提供的学长 QQ 名片 :) 1. 项目简介 本文详细探讨了一基于深度学习的交通标志图像识别系统。采用TensorFlow和Keras框架,利用卷积神经网络(CNN)进行模型训练和预测,并引入VGG16迁移学习…...

使用uni-app editor富文本组件设置富文本内容及解决@Ready先于onload执行,无法获取后端接口数据的问题

开始使用富文本组件editor时,不知如何调用相关API设置富文本内容和获取内容,本文将举例详解 目录 一.了解editor组件的常用属性及相关API 1.属性常用说明 2.富文本相关API说明 1)editorContext 2) editorContext.setContents…...

Spring高手之路-Spring事务的传播机制(行为、特性)

目录 含义 七种事务传播机制 1.REQUIRED(默认) 2.REQUIRES_NEW 3.SUPPORTS 4.NOT_SUPPORTED 5.MANDATORY 6.NEVER 7.NESTED 含义 Spring事务的传播机制是指在多个事务方法相互调用时,如何处理这些事务的传播行为。对应七种事务传播行为…...

简易机器学习笔记(八)关于经典的图像分类问题-常见经典神经网络LeNet

前言 图像分类是根据图像的语义信息对不同类别图像进行区分,是计算机视觉的核心,是物体检测、图像分割、物体跟踪、行为分析、人脸识别等其他高层次视觉任务的基础。图像分类在许多领域都有着广泛的应用,如:安防领域的人脸识别和…...

pytest conftest通过fixture实现变量共享

conftest.py scope"module" 只对当前执行的python文件 作用 pytest.fixture(scope"module") def global_variable():my_dict {}yield my_dict test_case7.py import pytestlist1 []def test_case001(global_variable):data1 123global_variable.u…...

系列五、搭建Naco(集群版)

一、搭建Naco(集群版) 1.1、前置说明 (1)64位Red Hat7 Linux 系统; (2)64位JDK1.8;备注:如果没有安装JDK,请参考【系列二、Linux中安装JDK】 (3&…...

JavaScript中alert、prompt 和 confirm区别及使用【通俗易懂】

✨前言✨   本篇文章主要在于,让我们看几个与用户交互的函数:alert,prompt 和confirm的使用及区别 🍒欢迎点赞 👍 收藏 ⭐留言评论 📝私信必回哟😁 🍒博主将持续更新学习记录收获&…...

【GoLang入门教程】Go语言几种标准库介绍(四)

编程语言的未来? 文章目录 编程语言的未来?前言几种库fmt库 (格式化操作)关键函数:示例 Go库标准库第三方库示例 html库(HTML 转义及模板系统)主要功能:示例 总结专栏集锦写在最后 前言 上一篇,我们介绍了debug、enco…...

面试算法:快速排序

题目 快速排序是一种非常高效的算法,从其名字可以看出这种排序算法最大的特点就是快。当表现良好时,快速排序的速度比其他主要对手(如归并排序)快2~3倍。 分析 快速排序的基本思想是分治法,排序过程如下…...

航空业数字化展翅高飞,开源网安专业服务保驾护航

​某知名航空公司是中国首批民营航空公司之一,运营国内外航线200多条,也是国内民航最高客座率的航空公司之一。在数字化发展中,该航空公司以数据驱动决策,通过精细化管理、数字创新和模式优化等方式,实现了精准营销和个…...

SpringBoot学习(三)-员工管理系统开发(重在理解)

注:此为笔者学习狂神说SpringBoot的笔记,其中包含个人的笔记和理解,仅做学习笔记之用,更多详细资讯请出门左拐B站:狂神说!!! 本文是基于狂神老师SpringBoot教程中的员工管理系统从0到1的实践和理解。该系统应用SpringB…...

2 Windows网络编程

1 基础概念 1.1 socket概念 Socket 的原意是“插座”,在计算机通信领域,socket 被翻译为“套接字”,它是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。Socket本质上是一个抽象层,它是一组用于网络通信的API,包括了一系列…...

uniapp选择android非图片文件的方案踩坑记录

这个简单的问题我遇到下面6大坑,原始需求是选择app如android的excel然后读取到页面并上传表格数据json 先看看效果 uniapp 选择app excel文件读取 1.uniapp自带不支持 uniapp选择图片和视频非常方便自带已经支持可以直接上传和读取 但是选择word excel的时候就出现…...

前端发开的性能优化 请求级:请求前(资源预加载和预读取)

预加载 预加载:是优化网页性能的重要技术,其目的就是在页面加载过程中先提前请求和获取相关的资源信息,减少用户的等待时间,提高用户的体验性。预加载的操作可以尝试去解决一些类似于减少首次内容渲染的时间,提升关键资…...

B01、类加载子系统-02

JVM架构图-英文版 中文版见下图: 1、概述类的加载器及类加载过程 1.1、类加载子系统的作用 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载Class文件,class文件在文件开头有特定的文件标识。ClassLoader只负责class文件的加载,至于它是否可以运行,则由Execution Engi…...

用PHP搭建一个绘画API

【腾讯云AI绘画】用PHP搭建一个绘画API 大家好!今天我要给大家推荐的是如何用PHP搭建一个绘画API,让你的网站或应用瞬间拥有强大的绘画能力!无论你是想要让用户在网页上绘制自己的创意,还是想要实现自动绘画生成特效,这…...

西安人民检察院 | OLED翻页查询一体机

产品:55寸OLED柔性屏 项目时间:2023年12月 项目地点:西安 在2023年12月,西安人民检察院引入了OLED翻页查询一体机,为来访者提供了一种全新的信息查询方式。 这款一体机采用55寸OLED柔性屏,具有高清晰度、…...

superset利用mysql物化视图解决不同数据授权需要写好几次中文别名的问题

背景 在使用superset时,给不同的人授权不同的数据,需要不同的数据源,可视化字段希望是中文,所以导致不同的人需要都需要去改表的字段,因此引入视图,将视图中字段名称设置为中文 原表数据 select * from …...

输入输出流

1.输入输出流 输入/输出流类:iostream---------i input(输入) o output(输出) stream:流 iostream: istream类:输入流类-------------cin:输入流类的对象 ostream类…...

IOS:Safari无法播放MP4(H.264编码)

一、问题描述 MP4使用H.264编码通常具有良好的兼容性,因为H.264是一种广泛支持的视频编码标准。它可以在许多设备和平台上播放,包括电脑、移动设备和流媒体设备。 使用caniuse查询H.264兼容性,看似确实具有良好的兼容性: 然而…...

AI产品技能库:将顶尖产品智慧注入Claude Code的实战指南

1. 项目概述:当AI助手遇上产品大师的智慧如果你是一名产品经理、创业者,或者任何需要与产品打交道的人,最近可能已经感受到了AI助手带来的效率革命。无论是用Claude Code写代码,还是用ChatGPT梳理思路,这些工具正在成为…...

从DICOM到NIfTI:3D Slicer中医学图像坐标转换的完整避坑指南(附Python代码片段)

从DICOM到NIfTI:3D Slicer中医学图像坐标转换的完整避坑指南(附Python代码片段) 医学影像处理中,数据格式和坐标系的差异常常成为工程师和研究员们的"隐形杀手"。想象一下,你花了三天三夜训练的深度学习模型…...

凡亿AD22--原理图元件复制、剪切、旋转、镜像

核心作用:这4种操作是原理图布局的基础,熟练掌握可大幅提升绘制效率,让元器件布局更规范、信号流向更清晰,提升原理图可读性。一、核心操作详解所有操作均基于「选中元件」为前提(单个元件点击选中,多个元件…...

告别虚拟机!Windows 11下用Conda一键安装GNU Radio 3.10(附国内镜像加速)

Windows 11下用Conda极速部署GNU Radio 3.10全攻略 在软件无线电(SDR)领域,GNU Radio一直是开源工具链中的标杆。但许多Windows用户在初次接触时,往往被复杂的依赖关系和繁琐的安装过程劝退。虚拟机卡顿、版本兼容性问题、依赖冲突…...

vLLM Semantic Router:基于信号驱动的LLM智能路由架构与生产实践

1. 项目概述:为什么我们需要一个“智能”的LLM路由器?在当前的LLM应用开发中,我们正面临一个甜蜜的烦恼:模型太多了。从闭源的GPT-4、Claude,到开源的Llama、Qwen、DeepSeek,再到各种针对特定任务微调的小模…...

数据可视化项目架构全解析:从核心原理到React+ECharts工程实践

1. 项目概述:数据可视化的价值与“SKY-lv/data-visualization”的定位在数据驱动的时代,我们每天都被海量的信息包围。无论是业务报表、用户行为日志,还是传感器采集的时序数据,它们本身只是一堆冰冷的数字。如何让这些数据“开口…...

硬件对齐的稀疏注意力机制:原理、优化与实践

1. 硬件对齐的稀疏注意力机制概述在自然语言处理领域,Transformer架构已成为主流,但其核心组件——注意力机制的计算复杂度随序列长度呈平方级增长,这成为处理长文本的主要瓶颈。传统全注意力(Full Attention)需要计算每个查询(Query)与所有键…...

基于LangChain与LLM的B2B智能销售助手:从架构设计到工程实践

1. 项目概述:一个为B2B销售开发的智能SDR助手模板最近在GitHub上看到一个挺有意思的项目,叫iPythoning/b2b-sdr-agent-template。光看名字,可能有点技术范儿,但它的内核其实非常务实:这是一个为B2B(企业对企…...

Java基础全套教程(三)—— 控制语句、方法、递归算法

Java基础全套教程(三)—— 控制语句、方法、递归算法 本章是Java编程从基础语法走向逻辑编程的核心转折点。前面我们学习了变量、数据类型、运算符,只能实现简单的顺序执行代码。而真正的程序,需要具备判断能力、重复执行能力、代…...

从CANoe实战出发:深度解析UDS网络层诊断中的流控帧(FC)与时间参数STmin

从CANoe实战解析UDS流控帧:FC与STmin参数调优指南 在汽车电子测试领域,UDS诊断协议的网络层流控机制直接影响着ECU通信的可靠性与效率。当测试工程师在CANoe环境中模拟诊断会话时,经常会遇到因流控帧参数配置不当导致的报文丢失、响应超时等问…...