【赛博魔杖】PaddlePaddle3.0助力36类魔法手势识别

基于PaddlePaddle3.0搭建神经网络,来实现36类时间段动作的识别,目前测试集准确度约为91.25%,识别输入的手势,可遥控开灯开空调以及开原神

☞☞☞AI 智能聊天, 问答助手, AI 智能搜索, 免费无限量使用 DeepSeek R1 模型☜☜☜

【赛博魔杖】paddlepaddle3.0助力36类魔法手势识别 - 创想鸟

项目起源

项目起源于同学在进行魔法棒控制灯光开关、空调开关、原神启动等诸多功能的实现,但是要实现多类手势的分类,单纯通过硬件部分定义各类手势十分困难;

本人在查询资料的过程中发现,可以结合轻量级神经网络进行实现,完成端侧部分的集成使用,快速实现手势的识别,同时也好奇对于手势这种时间段的动作,如何才能实现精确的识别?

因此开展了本项目,自行基于PaddlePaddle3.0搭建神经网络,来实现36类时间段动作的识别,识别输入的手势,可遥控开灯开空调以及开原神;

目前测试集准确度约为91.25%,可识别字符(当前为字母 A ~ Z,数字 0 ~ 9)更多的模型;

【赛博魔杖】PaddlePaddle3.0助力36类魔法手势识别 - 创想鸟        

数据集处理

数据集介绍

数据上采用 BMI088 采集挥棒手势数据,单次采集时间 2s,包括有字母 A ~ Z,数字 0 ~ 9这些手势数据,每类各有80个CSV文件进行存储

【赛博魔杖】PaddlePaddle3.0助力36类魔法手势识别 - 创想鸟        

采集数据如下所示,共3列数据,因设置的采集时间为2s,2s足够完成一个动作,每个CSV文件内约有128条左右的数据

【赛博魔杖】PaddlePaddle3.0助力36类魔法手势识别 - 创想鸟        

本部分数据集已经上传至AI studio星河社区,各位可自行下载研究使用,【数据集链接】https://aistudio.baidu.com/datasetdetail/296940

【赛博魔杖】PaddlePaddle3.0助力36类魔法手势识别 - 创想鸟        

In [ ]

!unzip /home/aistudio/data/data296940/rawData.zip -d work/

   

类别映射

本部分主要实现三方面操作

1、首先实现从指定数据集文件夹中批量读取加速度计数据,并对数据进行预处理,包括行数标准化、低通滤波去噪和结构重组,以确保数据的一致性和质量;

2、这些处理后的数据及其标签被存储在列表中,以便后续用于机器学习模型的训练或数据分析,为后续数据进一步处理和分析打下基础;

3、因文件夹名字被读取后会转换为随机的数字作为数字标签存储,每次都是随机,因此本部分使用class_name字典存储数据处理存储标签和类别的映射;

In [13]

import osimport pandas as pdimport numpy as npfrom scipy import signal, fftimport matplotlib.pyplot as plt# 创建一个空列表来存储所有数据total_data = []# 设定标准的数据行数为 128 行STANDARD_ROWS = 128# 初始化滤波器b, a = signal.butter(8, 0.2, 'lowpass')'''  signal.butter 是用于设计巴特沃斯数字滤波器的函数,本部分初始化了一个8阶巴特沃斯低通滤波器。  第一个参数8表示滤波器的阶数,阶数越高,滤波器的截止频率越陡峭,但计算量也越大。  第二个参数0.2表示归一化截止频率。归一化截止频率是指截止频率与采样频率的一半之比。在这个例子中,截止频率是采样频率的0.2倍。  第三个参数'lowpass'表示滤波器的类型为低通滤波器,它允许低于截止频率的信号通过,并衰减高于截止频率的信号。  作用:巴特沃斯低通滤波器通常用于去除信号中的高频噪声,同时保留低频信号。在代码中,它用于对加速度计数据进行滤波,以减少噪声的影响。'''lab_i = 0class_name={}# 遍历文件夹,folder这里代表文件夹for folder in os.listdir('work/rawData'):    # 通过正则表达式判断文件夹名是否是字母和数字的组合    if folder.isalnum():        print("folder name:%c, label:%d"%(folder, lab_i))        class_name[lab_i] = folder        # 拼接完整的文件夹路径        folder_path = os.path.join('work/rawData', folder)        # print(folder_path)#         # 遍历文件夹中的文件        for file in os.listdir(folder_path):            if file.endswith('.csv'):  # 确保只处理csv文件                # 获取文件的标签(文件夹名)                label = lab_i#                 # 读取csv文件                df = pd.read_csv(os.path.join(folder_path, file))                # 检查数据行数,处理异常情况                rows = df.shape[0]  # 获取数据行数                if rows  STANDARD_ROWS:  # 数据行数多于128行,忽略多余的数据                    df = df[:STANDARD_ROWS]                # 将每行三个数据分别命名为gx,gy,gz 并滤波处理                gx = signal.filtfilt(b, a, df.iloc[:, 0].tolist())                gy = signal.filtfilt(b, a, df.iloc[:, 1].tolist())                gz = signal.filtfilt(b, a, df.iloc[:, 2].tolist())                # 使用np.dstack重新组织数据,并reshape为(128, 3)的形状                data = np.dstack((gx, gy, gz)).reshape((128, 3))  # 128 datapoints with 3 channels                # print(data)                # 将处理后的数据和标签添加到total_data列表中                total_data.append((data, label))        lab_i = lab_i+1print(f"导入了 {np.array(total_data, dtype=object).shape[0]} 个动作数据样本,每个动作样本有 2秒×64Hz×3轴 个数据")

       

folder name:P, label:0folder name:N, label:1folder name:A, label:2folder name:H, label:3folder name:3, label:4folder name:1, label:5folder name:2, label:6folder name:R, label:7folder name:6, label:8folder name:F, label:9folder name:U, label:10folder name:0, label:11folder name:X, label:12folder name:7, label:13folder name:D, label:14folder name:Z, label:15folder name:K, label:16folder name:S, label:17folder name:L, label:18folder name:4, label:19folder name:I, label:20folder name:J, label:21folder name:M, label:22folder name:B, label:23folder name:C, label:24folder name:T, label:25folder name:Y, label:26folder name:E, label:27folder name:5, label:28folder name:9, label:29folder name:W, label:30folder name:Q, label:31folder name:O, label:32folder name:V, label:33folder name:8, label:34folder name:G, label:35导入了 2916 个动作数据样本,每个动作样本有 2秒×64Hz×3轴 个数据

       

数据集分析

本部分代码操作有如下三方面:

1、通过随机种子打乱数据集,并将其分割为训练集、验证集和测试集,然后分别提取每个集合的数据和标签,并转换为NumPy数组以供后续使用;

Train data shpae is  (1749, 128, 3)Train label shpae is  (1749, 1)Validation data shpae is  (584, 128, 3)Validation label shpae is  (584, 1)Test data shpae is  (583, 128, 3)Test label shpae is  (583, 1)

       

2、定义用于统计和可视化数据集中类别分布的函数,并应用这些函数来输出训练集、验证集和测试集中每个类别的实例数量及其百分比,并通过条形图进行可视化展示;

【赛博魔杖】PaddlePaddle3.0助力36类魔法手势识别 - 创想鸟        

3、将标签数据从NumPy数组转换为PaddlePaddle的Tensor,并使用one-hot编码将这些标签转换为可用于分类任务的格式;

In [14]

np.random.seed(25682568)np.random.shuffle(total_data)  # 打乱数据集train = total_data[0:1749]  # 60%val = total_data[1749:2333]  # 20%test = total_data[2333:2916]  # 20%test_data = []test_label = []train_data = []train_label = []val_data = []val_label = []for i in range(len(test)):    test_data.append(test[i][0])    test_label.append([test[i][1]])for i in range(len(train)):    train_data.append(train[i][0])    train_label.append([train[i][1]])for i in range(len(val)):    val_data.append(val[i][0])    val_label.append([val[i][1]])test_data=np.array(test_data)test_label=np.array(test_label)train_data=np.array(train_data)train_label=np.array(train_label)val_data=np.array(val_data)val_label=np.array(val_label)print("Train data shpae is ",train_data.shape,)print("Train label shpae is ",train_label.shape,)print("Validation data shpae is ",val_data.shape,)print("Validation label shpae is ",val_label.shape,)print("Test data shpae is ",test_data.shape,)print("Test label shpae is ",test_label.shape,)

       

Train data shpae is  (1749, 128, 3)Train label shpae is  (1749, 1)Validation data shpae is  (584, 128, 3)Validation label shpae is  (584, 1)Test data shpae is  (583, 128, 3)Test label shpae is  (583, 1)

       In [ ]

train_counts=[]val_counts=[]test_counts=[]import pandas as pdimport matplotlib.pyplot as pltdef class_breakdown(data):    df = pd.DataFrame(data)    counts = df.groupby(0).size()    counts = counts.values    for i in range(len(counts)):        percent = counts[i] / len(df) * 100        print('Class=%d, total=%d, percentage=%.3f' % (i+1, counts[i], percent))        def class_breakdown(data):    df = pd.DataFrame(data)    counts = df.groupby(0).size()    counts = counts.values    summary = {}    for i in range(len(counts)):        percent = counts[i] / len(df) * 100        summary[i+1] = {'total': counts[i], 'percentage': percent}        print('Class=%d, total=%d, percentage=%.3f' % (i+1, counts[i], percent))    return summarydef plot_class_breakdown(train_summary, val_summary, test_summary):    num_classes = len(train_summary)    classes = list(range(1, num_classes + 1))    plt.figure(figsize=(15, 6))    # Train set    plt.subplot(1, 3, 1)    plt.bar(classes, [train_summary[c]['total'] for c in classes], color='blue')    plt.title('Train Set Class Breakdown')    plt.xlabel('Class')    plt.ylabel('Number of Instances')    # Validation set    plt.subplot(1, 3, 2)    plt.bar(classes, [val_summary[c]['total'] for c in classes], color='green')    plt.title('Validation Set Class Breakdown')    plt.xlabel('Class')    plt.ylabel('Number of Instances')    # Test set    plt.subplot(1, 3, 3)    plt.bar(classes, [test_summary[c]['total'] for c in classes], color='red')    plt.title('Test Set Class Breakdown')    plt.xlabel('Class')    plt.ylabel('Number of Instances')    # Adjust layout    plt.tight_layout()    plt.show()# Assuming train_label, val_label, and test_label are defined and are numpy arraysprint("Train set:")train_summary = class_breakdown(train_label)print("")print("Validation set:")val_summary = class_breakdown(val_label)print("")print("Test set:")test_summary = class_breakdown(test_label)print("")# Plot the class breakdownplot_class_breakdown(train_summary, val_summary, test_summary)

   In [16]

import paddlenum_classes = 36  # 假设你已经知道类别数# 将NumPy数组转换为PaddlePaddle的Tensortest_label_tensor = paddle.to_tensor(test_label)train_label_tensor = paddle.to_tensor(train_label)val_label_tensor = paddle.to_tensor(val_label)# 使用paddle.nn.functional.one_hot进行one-hot编码test_label = paddle.nn.functional.one_hot(test_label_tensor, num_classes=num_classes)train_label = paddle.nn.functional.one_hot(train_label_tensor, num_classes=num_classes)val_label = paddle.nn.functional.one_hot(val_label_tensor, num_classes=num_classes)

   

数据集迭代器构建

本部分段打印测试标签的前三个元素,显示并绘制了一个名为gx的变量,并定义了一个输入规格用于PaddlePaddle的静态图模型,测试数据情况;

确认无误后,接着将NumPy数组转换为PaddlePaddle的Tensor,调整数据维度,并创建用于训练、验证和测试的DataLoader,以便在模型训练过程中高效地加载数据。

In [17]

import paddleimport numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 打印前3个test_labelprint(test_label[:3])# 打印gxprint(gx)# 打印gx的长度print(len(gx))# 绘制gxplt.plot(gx)plt.show()# 假设train_data是已经存在的数据# 使用paddle.static.InputSpec定义输入input_spec = paddle.static.InputSpec([None] + list(train_data.shape[1:]), 'float32', name='train_data')print(input_spec)

       

Tensor(shape=[3, 1, 36], dtype=float32, place=Place(gpu:0), stop_gradient=True,       [[[0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,          0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,          0., 0.]],        [[0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,          0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,          0., 1.]],        [[0., 0., 0., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,          0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,          0., 0.]]])[ 1.20875555e+02  2.01146993e+02  2.48668160e+02  2.40243576e+02  1.67564358e+02  3.83636316e+01 -1.27368545e+02 -3.04559146e+02 -4.70936913e+02 -6.12849609e+02 -7.27189817e+02 -8.19217004e+02 -8.97661820e+02 -9.69422417e+02 -1.03605784e+03 -1.09326700e+03 -1.13313758e+03 -1.14782125e+03 -1.13290861e+03 -1.08920064e+03 -1.02247078e+03 -9.41686157e+02 -8.56621264e+02 -7.75753085e+02 -7.04938648e+02 -6.46923398e+02 -6.01428452e+02 -5.65489059e+02 -5.33815137e+02 -4.99122576e+02 -4.52559806e+02 -3.84469519e+02 -2.85726703e+02 -1.49732327e+02  2.51876163e+01  2.33634833e+02  4.62189477e+02  6.90548335e+02  8.95107687e+02  1.05443222e+03  1.15508853e+03  1.19577653e+03  1.18793474e+03  1.15208205e+03  1.11074304e+03  1.08024981e+03  1.06436995e+03  1.05222841e+03  1.02150403e+03  9.45967568e+02  8.04851064e+02  5.90911554e+02  3.14578752e+02  2.98543830e+00 -3.05619501e+02 -5.70222207e+02 -7.55724662e+02 -8.39781605e+02 -8.16469212e+02 -6.96481416e+02 -5.04363599e+02 -2.73714167e+02 -4.13519920e+01  1.58652983e+02  3.00274016e+02  3.69349378e+02  3.65182394e+02  2.99429431e+02  1.92353723e+02  6.72985326e+01 -5.50846157e+01 -1.61088669e+02 -2.45360656e+02 -3.09167698e+02 -3.56441482e+02 -3.89421689e+02 -4.05877308e+02 -3.99199661e+02 -3.61401595e+02 -2.87753940e+02 -1.81003076e+02 -5.31879455e+01  7.60075435e+01  1.84045124e+02  2.51862392e+02  2.69487376e+02  2.38919975e+02  1.73279182e+02  9.25852160e+01  1.77201878e+01 -3.53501178e+01 -5.92648177e+01 -5.59205581e+01 -3.42633793e+01 -6.32134030e+00  1.69957777e+01  2.89602563e+01  2.81808340e+01  1.78343539e+01  3.59500538e+00 -8.80595121e+00 -1.55148380e+01 -1.54496581e+01 -1.00725954e+01 -2.35161738e+00  4.56924931e+00  8.48008110e+00  8.66457132e+00  5.83315611e+00  1.58273950e+00 -2.33434373e+00 -4.64284985e+00 -4.88278899e+00 -3.39845196e+00 -1.05423734e+00  1.16898348e+00  2.53406301e+00  2.74992057e+00  1.97928348e+00  6.89325620e-01 -5.71200463e-01 -1.37679146e+00 -1.54550246e+00 -1.15095065e+00 -4.44274748e-01  2.68576782e-01  7.42907490e-01  8.66262532e-01]128

       

               

InputSpec(shape=(-1, 128, 3), dtype=paddle.float32, name=train_data, stop_gradient=False)

       In [18]

from paddle.io import DataLoader# 将numpy数组转换为paddle.Tensor,并确保数据类型为float32train_data = paddle.to_tensor(train_data, dtype='float32', stop_gradient=True)train_label = paddle.to_tensor(train_label.squeeze(), dtype='float32', stop_gradient=True)val_data = paddle.to_tensor(val_data, dtype='float32', stop_gradient=True)val_label = paddle.to_tensor(val_label.squeeze(), dtype='float32', stop_gradient=True)test_data = paddle.to_tensor(test_data, dtype='float32', stop_gradient=True)test_label = paddle.to_tensor(test_label.squeeze(), dtype='float32', stop_gradient=True)# 调整数据维度print(train_data.shape)# 创建DataLoadertrain_loader = DataLoader(list(zip(train_data, train_label)), batch_size=100, shuffle=True)val_loader = DataLoader(list(zip(val_data, val_label)), batch_size=100, shuffle=False)test_loader = DataLoader(list(zip(test_data, test_label)), batch_size=100, shuffle=False)

       

[1749, 128, 3]

       

模型训练

训练网络构建

本部分代码定义了一个名为ConvNet的卷积神经网络类,包含两个卷积层、一个最大池化层、两个全连接层,并使用ReLU激活函数;

同时设置交叉熵损失函数和带权重衰减的Adam优化器,用于模型的训练过程;

  (conv1): Conv1D(3, 64, kernel_size=[3], padding=1, data_format=NCL)  (conv2): Conv1D(64, 64, kernel_size=[3], padding=1, data_format=NCL)  (pool): MaxPool1D(kernel_size=2, stride=None, padding=0)  (fc1): Linear(in_features=4096, out_features=128, dtype=float32)  (fc2): Linear(in_features=128, out_features=36, dtype=float32)  (softmax): Softmax(axis=1)

   In [19]

import paddleimport paddle.nn as nnimport paddle.nn.functional as Fimport paddle.optimizer as optimfrom paddle.nn import Conv1D, MaxPool1D, Flatten, Linear, ReLU, Softmax# 定义模型类class ConvNet(nn.Layer):    def __init__(self):        super(ConvNet, self).__init__()        # 添加一维卷积层,卷积核大小为3,数量为64,输入形状为(128,3)        self.conv1 = nn.Conv1D(in_channels=3, out_channels=64, kernel_size=3, stride=1, padding=1)        # 添加一维卷积层,卷积核大小为3,数量为64        self.conv2 = Conv1D(in_channels=64, out_channels=64, kernel_size=3, stride=1, padding=1)        # 添加一维最大池化层,池化窗口大小为2        self.pool = nn.MaxPool1D(kernel_size=2)        # 添加全连接层,节点数为128        self.fc1 = nn.Linear(64 * 64, 128)  # 64是池化后的特征数        # 添加输出层,节点数为类别数        self.fc2 = nn.Linear(128, 36)  # 如果有其他数量的类别,请修改这里的节点数        self.softmax = Softmax(axis=1)  # 创建Softmax实例    def forward(self, x):        # 通过卷积层、激活函数和池化层        x = F.relu(self.conv1(x))        # print(x.shape)        x = F.relu(self.conv2(x))        # print(x.shape)        x = self.pool(x)        # print(x.shape)        # 展平层        x = paddle.flatten(x, 1)        # 通过全连接层和激活函数        x = F.relu(self.fc1(x))        x = self.fc2(x)        # print(x.shape)        # x = self.softmax(x)        return x# 实例化模型model = ConvNet()# 定义损失函数和优化器criterion = nn.CrossEntropyLoss(soft_label=False)optimizer = optim.Adam(parameters=model.parameters(),weight_decay=paddle.regularizer.L2Decay(coeff=1e-4),learning_rate=0.0001)model

       

ConvNet(  (conv1): Conv1D(3, 64, kernel_size=[3], padding=1, data_format=NCL)  (conv2): Conv1D(64, 64, kernel_size=[3], padding=1, data_format=NCL)  (pool): MaxPool1D(kernel_size=2, stride=None, padding=0)  (fc1): Linear(in_features=4096, out_features=128, dtype=float32)  (fc2): Linear(in_features=128, out_features=36, dtype=float32)  (softmax): Softmax(axis=1))

               

训练进行

主要进行如下三部分操作:

1、实现了模型的训练和评估过程,通过train函数进行迭代训练,并计算每个epoch的损失和准确率,同时保存训练过程中的迭代次数和损失值;

2、在训练结束时,代码保存了模型参数、优化器参数以及最后一个epoch的检查点信息,以便后续进行模型恢复和继续训练;

3、在最后绘制出训练过程中Loss的变化曲线,便于观察训练过程有无问题出现;

Epoch 297, Loss: 0.0018434367246097988Epoch 297, Val Loss: 45.983871936798096, Val Acc: 89.73%Epoch 298, Loss: 0.0018418160163693959Epoch 298, Val Loss: 45.983682791392006, Val Acc: 89.73%Epoch 299, Loss: 0.0018405009888940388Epoch 299, Val Loss: 45.98337427775065, Val Acc: 89.73%Epoch 300, Loss: 0.001838982105255127Epoch 300, Val Loss: 45.98327096303304, Val Acc: 89.73%

   In [ ]

iters=[]losses=[]final_checkpoint = dict()# 评估模型def evaluate(model, loader):    model.eval()  # 设置模型为评估模式    total_loss = 0.0    correct = 0    total = 0    for inputs, labels in loader:        # 转换数据形状为 (batch_size, channels, length)        inputs = paddle.transpose(inputs, perm=[0, 2, 1])        outputs = model(inputs)        labels = paddle.argmax(labels, axis=1)        loss = criterion(outputs, labels)        total_loss += loss.item()        # 获取预测结果        # print(outputs[1])        # print(labels)        predicted = paddle.argmax(outputs, axis=1)        # print(predicted)        # 计算准确率        correct += (predicted == labels).sum().item()        total += labels.shape[0]        avg_loss = total_loss / len(loader)    accuracy = correct / total    return avg_loss, accuracy# 训练模型def train(model, train_loader, val_loader, epochs):    for epoch in range(epochs):        model.train()        running_loss = 0.0        for i, data in enumerate(train_loader, 0):            inputs, labels = data            # print(inputs.shape)            # 转换数据形状为 (batch_size, channels, length)            inputs = paddle.transpose(inputs, perm=[0, 2, 1])            optimizer.clear_grad()            outputs = model(inputs)            labels = paddle.argmax(labels, axis=1)            loss = criterion(outputs, labels)            avg_loss = paddle.mean(loss)            # 累计迭代次数和对应的loss            iters.append(epoch*len(labels))            losses.append(avg_loss)            loss.backward()            optimizer.step()            running_loss += loss.item()                    print(f'Epoch {epoch+1}, Loss: {running_loss/len(train_loader)}')        # 在验证集上评估模型        val_loss, val_accuracy = evaluate(model, val_loader)        print(f'Epoch {epoch+1}, Val Loss: {val_loss}, Val Acc: {val_accuracy*100:.2f}%')        # 最后一个epoch保存检查点checkpoint        if epoch == 149:            final_checkpoint["epoch"] = epoch            final_checkpoint["loss"] = loss    # #保存模型参数    # paddle.save(model.state_dict(), 'mnist_regul.pdparams')    # 保存model参数    paddle.save(model.state_dict(), "linear_net.pdparams")    # 保存优化器参数    paddle.save(optimizer.state_dict(), "adam.pdopt")    # 保存检查点checkpoint信息    paddle.save(final_checkpoint, "final_checkpoint.pkl")# 假设train_loader和val_loader是已经定义好的DataLoadertrain(model, train_loader, val_loader, 300)

   In [21]

#画出训练过程中Loss的变化曲线plt.figure()plt.title("train loss", fontsize=24)plt.xlabel("iter", fontsize=14)plt.ylabel("loss", fontsize=14)plt.plot(iters, losses,color='red',label='train loss') plt.grid()plt.show()

       

               

模型整体评估

本部分段定义了一个名为 evaluate 的函数,接受一个模型、一个测试数据加载器以及一个损失函数作为输入,用于在测试数据集上评估模型的性能;

函数内部将模型设置为评估模式,初始化总损失和正确预测计数器,然后遍历测试数据加载器中的每个批次;

在每个批次中调整输入数据的形状,通过模型获取输出,计算损失并更新总损失,并比较预测结果与标签以更新正确预测的计数;

最后计算并返回平均损失和准确率,并在调用该函数后打印测试损失和准确率;

Test Loss: 46.4569943745931, Test Accuracy: 91.25%

   In [22]

import paddledef evaluate(model, test_loader, criterion):    model.eval()  # 将模型设置为评估模式    total_loss = 0.0    correct = 0    total = 0    for inputs, labels in test_loader:        inputs = paddle.transpose(inputs, perm=[0, 2, 1])  # 调整输入数据的形状        outputs = model(inputs)        labels = paddle.argmax(labels, axis=1)        loss = criterion(outputs, labels)  # 计算损失        total_loss += loss.item()        predicted = paddle.argmax(outputs, axis=1)  # 获取预测结果        correct += (predicted == labels).sum().item()        total += labels.shape[0]        avg_loss = total_loss / len(test_loader)    accuracy = correct / total    return avg_loss, accuracy# test_loader 是测试数据加载器# criterion 是损失函数# 调用 evaluate 函数来测试模型test_loss, test_accuracy = evaluate(model, test_loader, criterion)print(f"Test Loss: {test_loss}, Test Accuracy: {test_accuracy * 100:.2f}%")

       

Test Loss: 49.052333196004234, Test Accuracy: 87.82%

       

推理测试

模型加载

首先加载了之前训练的卷积神经网络模型参数、优化器参数以及最终的训练检查点,并重新关联到模型和优化器上,然后打印保存的检查点信息。

Loaded Final Checkpoint. Epoch : 149, Loss : 0.0

   In [23]

import pandas as pdimport numpy as npimport paddlefrom scipy import signal# 实例化模型model = ConvNet()# param_dict = paddle.load('/home/aistudio/mnist_regul.pdparams')# model.set_state_dict(param_dict)# 载入模型参数、优化器参数和最后一个epoch保存的检查点model_state_dict = paddle.load("linear_net.pdparams")opt_state_dict = paddle.load("adam.pdopt")final_checkpoint_dict = paddle.load("final_checkpoint.pkl")# 将load后的参数与模型关联起来model.set_state_dict(model_state_dict)optimizer.set_state_dict(opt_state_dict)# 打印出来之前保存的 checkpoint 信息print(    "Loaded Final Checkpoint. Epoch : {}, Loss : {}".format(        final_checkpoint_dict["epoch"], final_checkpoint_dict["loss"].numpy()    ))

       

Loaded Final Checkpoint. Epoch : 149, Loss : 0.0

       

推理实现

本部分定义了一个滤波器函数filter_data,用于对输入数据进行低通滤波处理,通过定义的predict_from_csv函数,读取CSV文件中的数据,根据数据行数进行适当的填充或裁剪;

接着应用滤波器,将处理后的数据转换为PaddlePaddle的Tensor,然后将模型设置为评估模式,禁用梯度计算以进行推理,并返回模型的预测结果;

最后使用softmax函数将预测的logits转换为概率分布,并通过argmax找到预测的类别索引,打印出预测的类别名称;

Prediction: Tensor(shape=[1, 36], dtype=float32, place=Place(gpu:0), stop_gradient=True,       [[ 74.05798340  , -3079.14428711, -980.79516602 , -651.90545654 ,         -445.17956543 ,  754.55334473 ,  1467.66772461, -4221.56884766,          1359.46069336, -6019.58886719, -3092.41357422, -2200.08032227,          2534.37011719, -2090.34619141, -1726.27294922, -1667.51159668,          520.28381348 , -2390.97949219,  1313.23974609,  4192.66796875,         -1726.86071777,  484.49822998 , -3699.26684570,  3221.54736328,         -1274.19323730, -4175.11718750, -2077.25366211, -36.47094727  ,          2935.93505859,  1057.33081055,  4233.02539062, -455.59204102 ,          490.94299316 ,  15.99664307  , -1210.64855957,  2860.55053711]])Predicted class index: 30Predicted class: I

   In [24]

# 定义滤波器def filter_data(data):    b, a = signal.butter(8, 0.2, 'lowpass')    gx = signal.filtfilt(b, a, data.iloc[:, 0].tolist())    gy = signal.filtfilt(b, a, data.iloc[:, 1].tolist())    gz = signal.filtfilt(b, a, data.iloc[:, 2].tolist())    return np.dstack((gx, gy, gz))# 读取CSV文件并进行推理def predict_from_csv(model, csv_file_path):    # 读取 CSV 文件    df = pd.read_csv(csv_file_path)        # 检查数据行数,处理异常情况    rows = df.shape[0]    # print(rows)    # 读取csv文件        if rows  128:  # 数据行数多于128行,忽略多余的数据        df = df[:128]    # print(df)    # 预处理数据    # data = df.values.astype('float32')    # print(data)    data = filter_data(df)    # # 将数据转换为 PaddlePaddle 的 Tensor    data_tensor = paddle.to_tensor(data).astype('float32')  # 增加一个批次维度    data_tensor =paddle.transpose(data_tensor, perm=[0, 2, 1])    # 确保模型处于评估模式    model.eval()        # 禁用梯度计算    with paddle.no_grad():        # 进行预测        prediction = model(data_tensor)        # # 返回预测结果    return prediction# 假设你的模型已经加载并且路径已经设置好csv_file_path = '/home/aistudio/work/rawData/A/A-042.csv'prediction = predict_from_csv(model, csv_file_path)print("Prediction:", prediction)# 使用 softmax 函数将 logits 转换为概率分布probabilities = paddle.nn.functional.softmax(prediction, axis=1)# 使用 argmax 找到最高概率的类别索引predicted_class = paddle.argmax(probabilities, axis=1)print("Predicted class index:", predicted_class.numpy()[0])print("Predicted class:", class_name[predicted_class.numpy()[0]])

       

Prediction: Tensor(shape=[1, 36], dtype=float32, place=Place(gpu:0), stop_gradient=True,       [[-742.07122803,  433.16378784, 2300.90014648,  692.43029785,         -261.68905640,  359.95938110,  7.98300982  , -476.44030762,         -114.69995880, -813.12304688,  497.81570435,  265.21386719,         -778.95989990, -106.62953186, 1078.16625977, -802.24346924,         -542.18072510,  219.70364380,  302.81433105, -341.49166870,         -211.36538696,  676.91662598,  592.84680176,  830.86907959,          44.48839188 , -1603.02880859, -1100.03125000, 1314.32409668,          506.53070068,  252.42399597, -288.21667480,  535.08489990,          40.10396957 ,  805.63195801, -591.93084717, -273.43447876]])Predicted class index: 2Predicted class: A

       

以上就是【赛博魔杖】PaddlePaddle3.0助力36类魔法手势识别的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
发布者:程序猿,转转请注明出处:https://www.chuangxiangniao.com/p/40426.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2025年11月6日 08:10:50
下一篇 2025年11月6日 08:14:19

相关推荐

  • Uniapp 中如何不拉伸不裁剪地展示图片?

    灵活展示图片:如何不拉伸不裁剪 在界面设计中,常常需要以原尺寸展示用户上传的图片。本文将介绍一种在 uniapp 框架中实现该功能的简单方法。 对于不同尺寸的图片,可以采用以下处理方式: 极端宽高比:撑满屏幕宽度或高度,再等比缩放居中。非极端宽高比:居中显示,若能撑满则撑满。 然而,如果需要不拉伸不…

    2025年12月24日
    400
  • 如何让小说网站控制台显示乱码,同时网页内容正常显示?

    如何在不影响用户界面的情况下实现控制台乱码? 当在小说网站上下载小说时,大家可能会遇到一个问题:网站上的文本在网页内正常显示,但是在控制台中却是乱码。如何实现此类操作,从而在不影响用户界面(UI)的情况下保持控制台乱码呢? 答案在于使用自定义字体。网站可以通过在服务器端配置自定义字体,并通过在客户端…

    2025年12月24日
    800
  • 如何在地图上轻松创建气泡信息框?

    地图上气泡信息框的巧妙生成 地图上气泡信息框是一种常用的交互功能,它简便易用,能够为用户提供额外信息。本文将探讨如何借助地图库的功能轻松创建这一功能。 利用地图库的原生功能 大多数地图库,如高德地图,都提供了现成的信息窗体和右键菜单功能。这些功能可以通过以下途径实现: 高德地图 JS API 参考文…

    2025年12月24日
    400
  • 如何使用 scroll-behavior 属性实现元素scrollLeft变化时的平滑动画?

    如何实现元素scrollleft变化时的平滑动画效果? 在许多网页应用中,滚动容器的水平滚动条(scrollleft)需要频繁使用。为了让滚动动作更加自然,你希望给scrollleft的变化添加动画效果。 解决方案:scroll-behavior 属性 要实现scrollleft变化时的平滑动画效果…

    2025年12月24日
    000
  • 如何为滚动元素添加平滑过渡,使滚动条滑动时更自然流畅?

    给滚动元素平滑过渡 如何在滚动条属性(scrollleft)发生改变时为元素添加平滑的过渡效果? 解决方案:scroll-behavior 属性 为滚动容器设置 scroll-behavior 属性可以实现平滑滚动。 html 代码: click the button to slide right!…

    2025年12月24日
    500
  • 如何选择元素个数不固定的指定类名子元素?

    灵活选择元素个数不固定的指定类名子元素 在网页布局中,有时需要选择特定类名的子元素,但这些元素的数量并不固定。例如,下面这段 html 代码中,activebar 和 item 元素的数量均不固定: *n *n 如果需要选择第一个 item元素,可以使用 css 选择器 :nth-child()。该…

    2025年12月24日
    200
  • 使用 SVG 如何实现自定义宽度、间距和半径的虚线边框?

    使用 svg 实现自定义虚线边框 如何实现一个具有自定义宽度、间距和半径的虚线边框是一个常见的前端开发问题。传统的解决方案通常涉及使用 border-image 引入切片图片,但是这种方法存在引入外部资源、性能低下的缺点。 为了避免上述问题,可以使用 svg(可缩放矢量图形)来创建纯代码实现。一种方…

    2025年12月24日
    100
  • 如何让“元素跟随文本高度,而不是撑高父容器?

    如何让 元素跟随文本高度,而不是撑高父容器 在页面布局中,经常遇到父容器高度被子元素撑开的问题。在图例所示的案例中,父容器被较高的图片撑开,而文本的高度没有被考虑。本问答将提供纯css解决方案,让图片跟随文本高度,确保父容器的高度不会被图片影响。 解决方法 为了解决这个问题,需要将图片从文档流中脱离…

    2025年12月24日
    000
  • 为什么 CSS mask 属性未请求指定图片?

    解决 css mask 属性未请求图片的问题 在使用 css mask 属性时,指定了图片地址,但网络面板显示未请求获取该图片,这可能是由于浏览器兼容性问题造成的。 问题 如下代码所示: 立即学习“前端免费学习笔记(深入)”; icon [data-icon=”cloud”] { –icon-cl…

    2025年12月24日
    200
  • 如何利用 CSS 选中激活标签并影响相邻元素的样式?

    如何利用 css 选中激活标签并影响相邻元素? 为了实现激活标签影响相邻元素的样式需求,可以通过 :has 选择器来实现。以下是如何具体操作: 对于激活标签相邻后的元素,可以在 css 中使用以下代码进行设置: li:has(+li.active) { border-radius: 0 0 10px…

    2025年12月24日
    100
  • 如何模拟Windows 10 设置界面中的鼠标悬浮放大效果?

    win10设置界面的鼠标移动显示周边的样式(探照灯效果)的实现方式 在windows设置界面的鼠标悬浮效果中,光标周围会显示一个放大区域。在前端开发中,可以通过多种方式实现类似的效果。 使用css 使用css的transform和box-shadow属性。通过将transform: scale(1.…

    2025年12月24日
    200
  • 为什么我的 Safari 自定义样式表在百度页面上失效了?

    为什么在 Safari 中自定义样式表未能正常工作? 在 Safari 的偏好设置中设置自定义样式表后,您对其进行测试却发现效果不同。在您自己的网页中,样式有效,而在百度页面中却失效。 造成这种情况的原因是,第一个访问的项目使用了文件协议,可以访问本地目录中的图片文件。而第二个访问的百度使用了 ht…

    2025年12月24日
    000
  • 如何用前端实现 Windows 10 设置界面的鼠标移动探照灯效果?

    如何在前端实现 Windows 10 设置界面中的鼠标移动探照灯效果 想要在前端开发中实现 Windows 10 设置界面中类似的鼠标移动探照灯效果,可以通过以下途径: CSS 解决方案 DEMO 1: Windows 10 网格悬停效果:https://codepen.io/tr4553r7/pe…

    2025年12月24日
    000
  • 使用CSS mask属性指定图片URL时,为什么浏览器无法加载图片?

    css mask属性未能加载图片的解决方法 使用css mask属性指定图片url时,如示例中所示: mask: url(“https://api.iconify.design/mdi:apple-icloud.svg”) center / contain no-repeat; 但是,在网络面板中却…

    2025年12月24日
    000
  • 如何用CSS Paint API为网页元素添加时尚的斑马线边框?

    为元素添加时尚的斑马线边框 在网页设计中,有时我们需要添加时尚的边框来提升元素的视觉效果。其中,斑马线边框是一种既醒目又别致的设计元素。 实现斜向斑马线边框 要实现斜向斑马线间隔圆环,我们可以使用css paint api。该api提供了强大的功能,可以让我们在元素上绘制复杂的图形。 立即学习“前端…

    2025年12月24日
    000
  • 图片如何不撑高父容器?

    如何让图片不撑高父容器? 当父容器包含不同高度的子元素时,父容器的高度通常会被最高元素撑开。如果你希望父容器的高度由文本内容撑开,避免图片对其产生影响,可以通过以下 css 解决方法: 绝对定位元素: .child-image { position: absolute; top: 0; left: …

    2025年12月24日
    000
  • CSS 帮助

    我正在尝试将文本附加到棕色框的左侧。我不能。我不知道代码有什么问题。请帮助我。 css .hero { position: relative; bottom: 80px; display: flex; justify-content: left; align-items: start; color:…

    2025年12月24日 好文分享
    200
  • HTML、CSS 和 JavaScript 中的简单侧边栏菜单

    构建一个简单的侧边栏菜单是一个很好的主意,它可以为您的网站添加有价值的功能和令人惊叹的外观。 侧边栏菜单对于客户找到不同项目的方式很有用,而不会让他们觉得自己有太多选择,从而创造了简单性和秩序。 今天,我将分享一个简单的 HTML、CSS 和 JavaScript 源代码来创建一个简单的侧边栏菜单。…

    2025年12月24日
    200
  • 前端代码辅助工具:如何选择最可靠的AI工具?

    前端代码辅助工具:可靠性探讨 对于前端工程师来说,在HTML、CSS和JavaScript开发中借助AI工具是司空见惯的事情。然而,并非所有工具都能提供同等的可靠性。 个性化需求 关于哪个AI工具最可靠,这个问题没有一刀切的答案。每个人的使用习惯和项目需求各不相同。以下是一些影响选择的重要因素: 立…

    2025年12月24日
    300
  • 带有 HTML、CSS 和 JavaScript 工具提示的响应式侧边导航栏

    响应式侧边导航栏不仅有助于改善网站的导航,还可以解决整齐放置链接的问题,从而增强用户体验。通过使用工具提示,可以让用户了解每个链接的功能,包括设计紧凑的情况。 在本教程中,我将解释使用 html、css、javascript 创建带有工具提示的响应式侧栏导航的完整代码。 对于那些一直想要一个干净、简…

    2025年12月24日
    000

发表回复

登录后才能评论
关注微信