基于yolov2和googlenet网络的疲劳驾驶检测算法matlab仿真

简介: 本内容展示了基于深度学习的疲劳驾驶检测算法,包括算法运行效果预览(无水印)、Matlab 2022a 软件版本说明、部分核心程序(完整版含中文注释与操作视频)。理论部分详细阐述了疲劳检测原理,通过对比疲劳与正常状态下的特征差异,结合深度学习模型提取驾驶员面部特征变化。具体流程包括数据收集、预处理、模型训练与评估,使用数学公式描述损失函数和推理过程。课题基于 YOLOv2 和 GoogleNet,先用 YOLOv2 定位驾驶员面部区域,再由 GoogleNet 分析特征判断疲劳状态,提供高准确率与鲁棒性的检测方法。

1.算法运行效果图预览
(完整程序运行后无水印)

1.jpeg
2.jpeg
3.jpeg
4.jpeg
5.jpeg
6.jpeg
7.jpeg

2.算法运行软件版本
matlab2022a

3.部分核心程序
(完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频)

```load mat\gnet.mat
load mat\yolov.mat
In_layer_Size = [224 224 3];
img_size = [224,224];
imgPath = 'Input/'; % 图像库路径
imgDir = dir([imgPath '*.jpg']); % 遍历所有jpg格式文件
cnt = 0;
for i = 1:length(imgDir) % 遍历结构体就可以一一处理图片了
i
if mod(i,8)==1
figure
end
cnt = cnt+1;
subplot(2,4,cnt);
img = imread([imgPath imgDir(i).name]); %读取每张图片
I = imresize(img,In_layer_Size(1:2));
[bboxes,scores] = detect(detector2,I,'Threshold',0.4);
[Vs,Is] = max(scores);
I2 = I(bboxes(Is,2):bboxes(Is,2)+bboxes(Is,4),bboxes(Is,1):bboxes(Is,1)+bboxes(Is,3),:);
picture_resized = imresize(I2,img_size);

[label, Probability] = classify(net, picture_resized);
label
if isempty(bboxes)==0
I1              = insertObjectAnnotation(I,'rectangle',bboxes(Is,:),Vs);
else
I1              = I;
Vs              = 0;
end
imshow(I1)
if label=='YES'
   title([imgDir(i).name,'正常驾驶']);
else
   title([imgDir(i).name,'疲劳驾驶'],'color','r');
end

if cnt==8
   cnt=0;
end

end

```

4.算法理论概述
4.1疲劳检测理论概述
疲劳检测的原理是根据人体疲劳状态下的特征检测,和正常状态下的特征检测做对比。在做疲劳检测之前,首先需要分析人体在疲劳状态下与正常状态下的特征有哪些不同的的表现,这些不同的表现可以通过哪些数值具体的量化出来,然后通过这些量化后的不同数值来判断属于哪种行为;最后根据获取的各种行为综合判断属于疲劳状态或者正常状态。

     基于深度学习网络的疲劳驾驶检测算法是一种利用深度学习技术对驾驶员的疲劳状态进行自动检测的方法。基于深度学习网络的疲劳驾驶检测算法主要利用了深度学习模型强大的特征提取和分类能力。具体来说,该算法通过训练一个深度学习模型,使其能够学习到疲劳驾驶状态下驾驶员面部的特征变化,从而对驾驶员的疲劳状态进行自动检测。

该算法的训练过程主要包括以下步骤:

数据收集:首先需要收集大量的驾驶员面部图像数据,包括疲劳驾驶状态下的图像和非疲劳驾驶状态下的图像。

数据预处理:对收集到的图像数据进行预处理,包括图像裁剪、归一化、去噪等操作,以便于模型的训练。

模型训练:使用预处理后的图像数据训练一个深度学习模型,使其能够学习到疲劳驾驶状态下驾驶员面部的特征变化。

模型评估:使用测试集对训练好的模型进行评估,评估指标包括准确率、召回率等。

   基于深度学习网络的疲劳驾驶检测算法的数学公式主要涉及到深度学习模型的训练和推理过程。具体来说,该算法的训练过程可以通过以下公式表示:

   Loss=f(X,Y;θ)Loss = f(X, Y; \theta)Loss=f(X,Y;θ)

   其中,Loss表示损失函数,X表示输入的图像数据,Y表示对应的标签数据,θ表示模型的参数。f表示模型的前向传播函数,用于计算模型的输出。

在模型的推理过程中,给定一张输入图像,可以通过以下公式计算模型的输出:

Y^=f(X^;θ)\hat{Y} = f(\hat{X}; \theta)Y^=f(X^;θ)

其中,Y^表示模型的输出,X^表示输入的图像数据,θ表示已经训练好的模型参数。

   总之,基于深度学习网络的疲劳驾驶检测算法通过训练一个深度学习模型,使其能够学习到疲劳驾驶状态下驾驶员面部的特征变化,从而对驾驶员的疲劳状态进行自动检测。这种方法具有准确率高、鲁棒性强等优点,为疲劳驾驶检测提供了新的思路和方法。

4.2 本课题说明
基于 YOLOv2 和 GoogleNet 的疲劳驾驶检测算法的整体流程大致如下:首先,利用 YOLOv2 网络对输入的驾驶场景图像(通常是从车载摄像头获取的实时图像)进行目标检测,定位出图像中的驾驶员面部区域;然后,将检测到的驾驶员面部区域裁剪出来,并进行适当的预处理(如归一化、尺寸调整等)后输入到 GoogleNet 网络中,由 GoogleNet 对驾驶员的面部特征进行进一步的分析和提取,最终根据提取到的特征来判断驾驶员是否处于疲劳状态。

 基于YOLOv2 进行人脸检测是通过使用YOLOv2 模型对输入图像进行人脸目标检测,得到人脸的位置和大小信息。YOLOv2 是一种目标检测模型,通过卷积神经网络提取图像特征,并使用区域提议网络(Region Proposal Network,RPN)生成候选目标区域,最后对候选区域进行分类和回归,得到目标的位置和大小信息。       

   通过GoogleNet进行疲劳驾驶检测是通过使用GoogleNet模型对输入图像进行特征提取,然后利用这些特征判断驾驶员是否处于疲劳状态。GoogleNet是一种深度卷积神经网络模型,通过增加网络的深度和宽度,提高了模型的特征提取能力。利用GoogleNet提取的图像特征可以表示驾驶员面部的细节和表情变化,从而判断驾驶员是否处于疲劳状态。
相关文章
|
3月前
|
存储 机器学习/深度学习 监控
网络管理监控软件的 C# 区间树性能阈值查询算法
针对网络管理监控软件的高效区间查询需求,本文提出基于区间树的优化方案。传统线性遍历效率低,10万条数据查询超800ms,难以满足实时性要求。区间树以平衡二叉搜索树结构,结合节点最大值剪枝策略,将查询复杂度从O(N)降至O(logN+K),显著提升性能。通过C#实现,支持按指标类型分组建树、增量插入与多维度联合查询,在10万记录下查询耗时仅约2.8ms,内存占用降低35%。测试表明,该方案有效解决高负载场景下的响应延迟问题,助力管理员快速定位异常设备,提升运维效率与系统稳定性。
252 4
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法
采用蚁群算法对BP神经网络进行优化
使用蚁群算法来优化BP神经网络的权重和偏置,克服传统BP算法容易陷入局部极小值、收敛速度慢、对初始权重敏感等问题。
380 5
|
4月前
|
存储 算法 安全
即时通讯安全篇(三):一文读懂常用加解密算法与网络通讯安全
作为开发者,也会经常遇到用户对数据安全的需求,当我们碰到了这些需求后如何解决,如何何种方式保证数据安全,哪种方式最有效,这些问题经常困惑着我们。52im社区本次着重整理了常见的通讯安全问题和加解密算法知识与即时通讯/IM开发同行们一起分享和学习。
414 9
|
4月前
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【无人车路径跟踪】基于神经网络的数据驱动迭代学习控制(ILC)算法,用于具有未知模型和重复任务的非线性单输入单输出(SISO)离散时间系统的无人车的路径跟踪(Matlab代码实现)
【无人车路径跟踪】基于神经网络的数据驱动迭代学习控制(ILC)算法,用于具有未知模型和重复任务的非线性单输入单输出(SISO)离散时间系统的无人车的路径跟踪(Matlab代码实现)
311 2
|
3月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 存储
概率神经网络的分类预测--基于PNN的变压器故障诊断(Matlab代码实现)
概率神经网络的分类预测--基于PNN的变压器故障诊断(Matlab代码实现)
387 0
|
3月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
【基于TTNRBO优化DBN回归预测】基于瞬态三角牛顿-拉夫逊优化算法(TTNRBO)优化深度信念网络(DBN)数据回归预测研究(Matlab代码实现)
【基于TTNRBO优化DBN回归预测】基于瞬态三角牛顿-拉夫逊优化算法(TTNRBO)优化深度信念网络(DBN)数据回归预测研究(Matlab代码实现)
193 0
|
3月前
|
传感器 机器学习/深度学习 数据采集
【航空发动机寿命预测】基于SE-ResNet网络的发动机寿命预测,C-MAPSS航空发动机寿命预测研究(Matlab代码实现)
【航空发动机寿命预测】基于SE-ResNet网络的发动机寿命预测,C-MAPSS航空发动机寿命预测研究(Matlab代码实现)
300 0
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法 机器人
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
387 0
|
3月前
|
算法 定位技术 计算机视觉
【水下图像增强】基于波长补偿与去雾的水下图像增强研究(Matlab代码实现)
【水下图像增强】基于波长补偿与去雾的水下图像增强研究(Matlab代码实现)
173 0
|
3月前
|
算法 机器人 计算机视觉
【图像处理】水下图像增强的颜色平衡与融合技术研究(Matlab代码实现)
【图像处理】水下图像增强的颜色平衡与融合技术研究(Matlab代码实现)
146 0

热门文章

最新文章