如何創(chuàng)建用于室內和室外火災檢測的定制InceptionV3和CNN架構

這篇文章主要介紹了如何創(chuàng)建用于室內和室外火災檢測的定制InceptionV3和CNN架構，具有一定借鑒價值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

創(chuàng)建用于室內和室外火災檢測的定制InceptionV3和CNN架構。

嵌入式處理技術的最新進展已使基于視覺的系統(tǒng)可以在監(jiān)視過程中使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡檢測火災。在本文中，兩個定制的CNN模型已經(jīng)實現(xiàn)，它們擁有用于監(jiān)視視頻的高成本效益的火災檢測CNN架構。第一個模型是受AlexNet架構啟發(fā)定制的基本CNN架構。我們將實現(xiàn)和查看其輸出和限制，并創(chuàng)建一個定制的InceptionV3模型。為了平衡效率和準確性，考慮到目標問題和火災數(shù)據(jù)的性質對模型進行了微調。我們將使用三個不同的數(shù)據(jù)集來訓練我們的模型。

import tensorflow as tfimport keras_preprocessingfrom keras_preprocessing import imagefrom keras_preprocessing.image import ImageDataGeneratorTRAINING_DIR = "Train"training_datagen = ImageDataGenerator(rescale = 1./255,                                  horizontal_flip=True,                                  rotation_range=30,                                  height_shift_range=0.2,                                  fill_mode='nearest')VALIDATION_DIR = "Validation"validation_datagen = ImageDataGenerator(rescale = 1./255)train_generator = training_datagen.flow_from_directory(TRAINING_DIR,                                         target_size=(224,224),                                        class_mode='categorical',                                         batch_size = 64)validation_generator = validation_datagen.flow_from_directory(                                                VALIDATION_DIR,                                           target_size=(224,224),                                          class_mode='categorical',                                           batch_size= 16)
  
    
  
  
  

from tensorflow.keras.optimizers import Adammodel = tf.keras.models.Sequential([tf.keras.layers.Conv2D(96, (11,11), strides=(4,4), activation='relu', input_shape=(224, 224, 3)), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size = (3,3), strides=(2,2)),tf.keras.layers.Conv2D(256, (5,5), activation='relu'),tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size = (3,3), strides=(2,2)),tf.keras.layers.Conv2D(384, (5,5), activation='relu'),tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size = (3,3), strides=(2,2)),tf.keras.layers.Flatten(),tf.keras.layers.Dropout(0.2),tf.keras.layers.Dense(2048, activation='relu'),tf.keras.layers.Dropout(0.25),tf.keras.layers.Dense(1024, activation='relu'),tf.keras.layers.Dropout(0.2),tf.keras.layers.Dense(2, activation='softmax')])model.compile(loss='categorical_crossentropy',optimizer=Adam(lr=0.0001),metrics=['acc'])history = model.fit(train_generator,steps_per_epoch = 15,epochs = 50,validation_data = validation_generator,validation_steps = 15)
  
    
  
  
  

我們開始為自定義的InceptionV3創(chuàng)建ImageDataGenerator。數(shù)據(jù)集包含3個類，但對于本文，我們將僅使用2個類。它包含用于訓練的1800張圖像和用于驗證的200張圖像。另外，我添加了8張客廳圖像，以在數(shù)據(jù)集中添加一些噪點。

import tensorflow as tfimport keras_preprocessingfrom keras_preprocessing import imagefrom keras_preprocessing.image import ImageDataGeneratorTRAINING_DIR = "Train"training_datagen = ImageDataGenerator(rescale=1./255,zoom_range=0.15,horizontal_flip=True,fill_mode='nearest')VALIDATION_DIR = "/content/FIRE-SMOKE-DATASET/Test"validation_datagen = ImageDataGenerator(rescale = 1./255)train_generator = training_datagen.flow_from_directory(TRAINING_DIR,target_size=(224,224),shuffle = True,class_mode='categorical',batch_size = 128)validation_generator = validation_datagen.flow_from_directory(VALIDATION_DIR,target_size=(224,224),class_mode='categorical',shuffle = True,batch_size= 14)
  
    
  
  
  

from tensorflow.keras.applications.inception_v3 import InceptionV3from tensorflow.keras.preprocessing import imagefrom tensorflow.keras.models import Modelfrom tensorflow.keras.layers import Dense, GlobalAveragePooling2D, Input, Dropoutinput_tensor = Input(shape=(224, 224, 3))base_model = InceptionV3(input_tensor=input_tensor, weights='imagenet', include_top=False)x = base_model.outputx = GlobalAveragePooling2D()(x)x = Dense(2048, activation='relu')(x)x = Dropout(0.25)(x)x = Dense(1024, activation='relu')(x)x = Dropout(0.2)(x)predictions = Dense(2, activation='softmax')(x)model = Model(inputs=base_model.input, outputs=predictions)for layer in base_model.layers:  layer.trainable = Falsemodel.compile(optimizer='rmsprop', loss='categorical_crossentropy', metrics=['acc'])history = model.fit(train_generator,steps_per_epoch = 14,epochs = 20,validation_data = validation_generator,validation_steps = 14)
  
    
  
  
  

#To train the top 2 inception blocks, freeze the first 249 layers and unfreeze the rest.for layer in model.layers[:249]:  layer.trainable = Falsefor layer in model.layers[249:]:  layer.trainable = True#Recompile the model for these modifications to take effectfrom tensorflow.keras.optimizers import SGDmodel.compile(optimizer=SGD(lr=0.0001, momentum=0.9), loss='categorical_crossentropy', metrics=['acc'])history = model.fit(train_generator,steps_per_epoch = 14,epochs = 10,validation_data = validation_generator,validation_steps = 14)
  
    
  
  
  

    

import cv2import numpy as npfrom PIL import Imageimport tensorflow as tffrom keras.preprocessing import image#Load the saved modelmodel = tf.keras.models.load_model('InceptionV3.h6')video = cv2.VideoCapture(0)while True:        _, frame = video.read()#Convert the captured frame into RGB        im = Image.fromarray(frame, 'RGB')#Resizing into 224x224 because we trained the model with this image size.        im = im.resize((224,224))        img_array = image.img_to_array(im)        img_array = np.expand_dims(img_array, axis=0) / 255        probabilities = model.predict(img_array)[0]        #Calling the predict method on model to predict 'fire' on the image        prediction = np.argmax(probabilities)        #if prediction is 0, which means there is fire in the frame.        if prediction == 0:                frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_RGB2GRAY)                print(probabilities[prediction])cv2.imshow("Capturing", frame)        key=cv2.waitKey(1)        if key == ord('q'):                breakvideo.release()cv2.destroyAllWindows()
  
    
  
  
  

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