基于Googlenet深度学习网络的人员行为动作识别matlab仿真
1.算法运行效果图预览
2.算法运行软件版本
matlab2022a
3.算法理论概述
VGG在2014年由牛津大学著名研究组vGG (Visual Geometry Group)提出，斩获该年lmageNet竞赛中Localization Task (定位任务)第一名和 Classification Task (分类任务)第二名。Classification Task (分类任务)的第一名则是GoogleNet 。GoogleNet是Google研发的深度网络结构，之所以叫“GoogLeNet”，是为了向“LeNet”致敬.人员行为动作识别是计算机视觉和深度学习领域的重要应用之一。近年来，深度学习网络在人员行为动作识别中取得了显著的成果。
1. 原理
1.1 深度学习与卷积神经网络（CNN）
深度学习是一种机器学习技术，它通过构建多层神经网络来模拟人脑的神经元之间的连接，实现对数据的学习和特征提取。卷积神经网络（CNN）是深度学习中的一种重要结构，特别适用于图像识别任务。它通过卷积层、池化层和全连接层来逐层提取和学习图像的特征。
1.2 GoogLeNet
GoogLeNet 是一个深度卷积神经网络，由 Google 在 2014 年提出。它通过引入 Inception 模块来解决深层网络中参数过多和计算量大的问题。Inception 模块使用不同大小的卷积核和池化操作并行提取特征，然后将它们拼接在一起，从而获得更丰富的特征表示。
GoogLenet网络亮点
1.引入了Inception结构（融合不同尺度的特征信息)
2.使用1x1的卷积核进行降维以及映射处理
3.添加两个辅助分类器帮助训练
4.丢弃全连接层，使用平均池化层(大大减少模型参数)
Inception结构
2. 实现过程
2.1 数据预处理
在人员行为动作识别任务中，首先需要准备标注好的数据集，包含不同行为动作的图像或视频帧。然后，将图像进行预处理，包括图像尺寸调整、归一化等操作，以便输入到深度学习网络中。
2.2 构建网络模型
GoogLeNet 模型可以通过深度学习框架如 TensorFlow 或 PyTorch 构建。模型的基本结构包括卷积层、池化层、Inception 模块和全连接层。可以根据具体任务进行网络的修改和定制。
2.3 数据输入与训练
将预处理后的图像作为输入，通过前向传播得到网络的输出。然后，通过与标签进行比较，计算损失函数并进行反向传播，更新网络的权重参数。通过多次迭代训练，使得网络逐渐学习到特征并提高识别能力。
2.4 模型评估与调优
在训练过程中，需要将数据集划分为训练集、验证集和测试集。通过验证集监控模型的性能，并根据验证集的表现进行模型的调优。在测试集上进行评估，得到模型在未见过数据上的识别准确率。
3. 应用领域
3.1 视频监控
基于 GoogLeNet 深度学习网络的人员行为动作识别可以应用于视频监控领域。通过监控摄像头捕捉到的视频流，实时识别出人员的行为动作，如走路、跑步、举手等，从而实现对安全和事件的监控。
3.2 运动分析
在体育领域，可以利用人员行为动作识别技术分析运动员的动作。通过监测运动员的姿态和动作，可以对其训练效果进行评估，提供有针对性的训练建议。
3.3 智能驾驶
在自动驾驶领域，人员行为动作识别可以应用于车内环境监测。识别乘客的动作，如打电话、看手机等，有助于车辆智能系统做出更准确的决策。
3.4 健康监测
通过人员行为动作识别技术，可以监测老人、婴儿等特定人群的日常行为，提供健康和安全方面的监护。
综上所述，基于 GoogLeNet 深度学习网络的人员行为动作识别在多个领域都有广泛的应用前景。通过深度学习网络的特征学习和提取，可以实现对人员行为动作的自动识别和分析。随着技术的不断发展，这种应用将进一步拓展，为人们的生活和工作带来更多的便利和智能化。
4.部分核心程序
% 获取特征学习层和分类器层的名称
Feature_Learner = net.Layers(142).Name;
Output_Classifier = net.Layers(144).Name;
% 计算数据集的类别数目
Number_of_Classes = numel(categories(Training_Dataset.Labels));
% 创建新的全连接特征学习层
New_Feature_Learner = fullyConnectedLayer(Number_of_Classes, ...
'Name', 'Coal Feature Learner', ...
'WeightLearnRateFactor', 10, ...
'BiasLearnRateFactor', 10);
% 创建新的分类器层
New_Classifier_Layer = classificationLayer('Name', 'Coal Classifier');
% 设置训练选项
maxEpochs = 20;
Minibatch_Size = 8;
Validation_Frequency = floor(numel(Resized_Training_Dataset.Files)/Minibatch_Size);
Training_Options = trainingOptions('sgdm', ...
'MiniBatchSize', Minibatch_Size, ...
'MaxEpochs', maxEpochs, ...
'InitialLearnRate', 1e-3, ...
'Shuffle', 'every-epoch', ...
'ValidationData', Resized_Validation_Dataset, ...
'ValidationFrequency', Validation_Frequency, ...
'Verbose', false, ...
'Plots', 'training-progress');
% 使用训练选项训练网络
net = trainNetwork(Resized_Training_Dataset, New_Network, Training_Options);
% 保存训练后的网络
save gnet.mat
