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1、项目简介
基于 深度学习算法的表情检测系统是一个先进的软件解决方案,旨在通过深度学习技术识别并分类人脸表情。本项目利用了 Mini-Xception 卷积神经网络(CNN)来训练一个能够准确检测七种基本表情(愤怒、厌恶、恐惧、快乐、中性、悲伤、惊讶)的模型,并提供了实时摄像头检测、静态图像检测及视频检测等功能。
1.1技术栈
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开发环境:Python 3.5 及以上版本
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深度学习框架:TensorFlow
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计算机视觉库:OpenCV
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图形用户界面库:PyQt5
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其他依赖库:Keras, NumPy, Scikit-Learn, Matplotlib, Tkinter
1.2 实现功能
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模型训练:使用 FER2013 数据集训练一个 Mini-Xception 模型以分类七种基本表情。
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数据预处理:对原始 FER2013 数据集中的图像进行清洗与优化,确保数据质量。
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模型验证与优化:采用交叉验证、早停策略(Early Stopping)、学习率衰减等方法来防止过拟合并优化模型性能。
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实时摄像头检测:利用摄像头捕捉图像并实时检测和分类表情。
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静态图像检测:用户可以从文件中选择一张图片进行表情检测。
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视频检测:用户可以选择一段视频文件进行连续的表情检测。
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结果展示与保存:提供图形用户界面展示检测结果,并允许用户保存结果到本地文件。
1.3 项目描述
该项目的核心是使用 Mini-Xception 网络训练一个表情分类模型。在训练过程中,我们采用了多种数据增强技术和回调函数(如 CSV 日志记录、模型检查点、早期停止和学习率衰减),以确保模型能够在大量表情数据上泛化良好。此外,为了提高数据质量,项目还包括了对 FER2013 数据集进行优化的步骤,涉及图像的转换、清洗和重新组织。
训练完成后,系统提供了一个基于 PyQt5 的图形用户界面,用户可以通过该界面使用训练好的模型进行表情检测。界面支持从摄像头、图片或视频中进行表情检测,并可以保存检测结果。
1.4 其他补充说明
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数据优化:由于 FER2013 数据集中可能存在非人脸图像或标签错误的情况,因此需要进行数据清洗与重新构建,以提高模型的准确性和鲁棒性。
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用户界面:使用 PyQt5 开发的图形用户界面,提供直观的操作流程,便于用户进行表情检测操作。
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模型应用:除了模型训练之外,还提供了模型的应用示例代码,包括如何加载模型、进行图像处理以及表情预测。