基于深度学习LightWeight的人体姿态检测跌倒系统源码

一. LightWeight概述

light weight openpose是openpose的简化版本,使用了openpose的大体流程。

Light weight openpose和openpose的区别是:

a 前者使用的是Mobilenet V1(到conv5_5),后者使用的是Vgg19(前10层)。

b 前者部分层使用了空洞卷积(dilated convolution)来提升感受视野,后者使用一般的卷积。

c 前者卷积核大小为3*3,后者为7*7。

d 前者只有一个refine stage,后者有5个stage。

e 前者的initial stage和refine stage里面的两个分支(hotmaps和pafs)使用权值共享,后者则是并行的两个分支

二. LightWeight的网络结构

openpose的每个stage使用下图中左侧的两个并行的分支,分别预测hotmaps和pafs,为了进一步降低计算量,light weight openpose中将前几层进行权值共享,如下图右侧所示。

其网络流程:

三. LightWeight的网络结构代码

python 复制代码
import torch
from torch import nn

from modules.conv import conv, conv_dw, conv_dw_no_bn


class Cpm(nn.Module):
    def __init__(self, in_channels, out_channels):
        super().__init__()
        self.align = conv(in_channels, out_channels, kernel_size=1, padding=0, bn=False)
        self.trunk = nn.Sequential(
            conv_dw_no_bn(out_channels, out_channels),
            conv_dw_no_bn(out_channels, out_channels),
            conv_dw_no_bn(out_channels, out_channels)
        )
        self.conv = conv(out_channels, out_channels, bn=False)

    def forward(self, x):
        x = self.align(x)
        x = self.conv(x + self.trunk(x))
        return x


class InitialStage(nn.Module):
    def __init__(self, num_channels, num_heatmaps, num_pafs):
        super().__init__()
        self.trunk = nn.Sequential(
            conv(num_channels, num_channels, bn=False),
            conv(num_channels, num_channels, bn=False),
            conv(num_channels, num_channels, bn=False)
        )
        self.heatmaps = nn.Sequential(
            conv(num_channels, 512, kernel_size=1, padding=0, bn=False),
            conv(512, num_heatmaps, kernel_size=1, padding=0, bn=False, relu=False)
        )
        self.pafs = nn.Sequential(
            conv(num_channels, 512, kernel_size=1, padding=0, bn=False),
            conv(512, num_pafs, kernel_size=1, padding=0, bn=False, relu=False)
        )

    def forward(self, x):
        trunk_features = self.trunk(x)
        heatmaps = self.heatmaps(trunk_features)
        pafs = self.pafs(trunk_features)
        return [heatmaps, pafs]


class RefinementStageBlock(nn.Module):
    def __init__(self, in_channels, out_channels):
        super().__init__()
        self.initial = conv(in_channels, out_channels, kernel_size=1, padding=0, bn=False)
        self.trunk = nn.Sequential(
            conv(out_channels, out_channels),
            conv(out_channels, out_channels, dilation=2, padding=2)
        )

    def forward(self, x):
        initial_features = self.initial(x)
        trunk_features = self.trunk(initial_features)
        return initial_features + trunk_features


class RefinementStage(nn.Module):
    def __init__(self, in_channels, out_channels, num_heatmaps, num_pafs):
        super().__init__()
        self.trunk = nn.Sequential(
            RefinementStageBlock(in_channels, out_channels),
            RefinementStageBlock(out_channels, out_channels),
            RefinementStageBlock(out_channels, out_channels),
            RefinementStageBlock(out_channels, out_channels),
            RefinementStageBlock(out_channels, out_channels)
        )
        self.heatmaps = nn.Sequential(
            conv(out_channels, out_channels, kernel_size=1, padding=0, bn=False),
            conv(out_channels, num_heatmaps, kernel_size=1, padding=0, bn=False, relu=False)
        )
        self.pafs = nn.Sequential(
            conv(out_channels, out_channels, kernel_size=1, padding=0, bn=False),
            conv(out_channels, num_pafs, kernel_size=1, padding=0, bn=False, relu=False)
        )

    def forward(self, x):
        trunk_features = self.trunk(x)
        heatmaps = self.heatmaps(trunk_features)
        pafs = self.pafs(trunk_features)
        return [heatmaps, pafs]


class PoseEstimationWithMobileNet(nn.Module):
    def __init__(self, num_refinement_stages=1, num_channels=128, num_heatmaps=19, num_pafs=38):
        super().__init__()
        self.model = nn.Sequential(
            conv(     3,  32, stride=2, bias=False),
            conv_dw( 32,  64),
            conv_dw( 64, 128, stride=2),
            conv_dw(128, 128),
            conv_dw(128, 256, stride=2),
            conv_dw(256, 256),
            conv_dw(256, 512),  # conv4_2
            conv_dw(512, 512, dilation=2, padding=2),
            conv_dw(512, 512),
            conv_dw(512, 512),
            conv_dw(512, 512),
            conv_dw(512, 512)   # conv5_5
        )
        self.cpm = Cpm(512, num_channels)

        self.initial_stage = InitialStage(num_channels, num_heatmaps, num_pafs)
        self.refinement_stages = nn.ModuleList()
        for idx in range(num_refinement_stages):
            self.refinement_stages.append(RefinementStage(num_channels + num_heatmaps + num_pafs, num_channels,
                                                          num_heatmaps, num_pafs))

    def forward(self, x):
        backbone_features = self.model(x)
        backbone_features = self.cpm(backbone_features)

        stages_output = self.initial_stage(backbone_features)
        for refinement_stage in self.refinement_stages:
            stages_output.extend(
                refinement_stage(torch.cat([backbone_features, stages_output[-2], stages_output[-1]], dim=1)))

        return stages_output

四. LightWeight是怎么去识别跌倒呢

LightWeight可以检测到人体的关键点,所以可以通过两种方式来判断是否跌倒,第一种方法是通过计算角度,第二种方式,是通过判断整体的关键点(把抠出的关键点图送入到分类网络),本文的做法是第二种方式

五. LightWeight的演示效果(具有图片和摄像头识别功能)

六. 整个工程的内容

提供源代码,模型,提供GUI界面代码

代码的下载路径 (新窗口打开链接) 基于深度学习LightWeight的人体姿态检测跌倒系统源码

有问题可以私信或者留言,有问必答

相关推荐
阿坡RPA12 小时前
手搓MCP客户端&服务端:从零到实战极速了解MCP是什么?
人工智能·aigc
用户277844910499313 小时前
借助DeepSeek智能生成测试用例:从提示词到Excel表格的全流程实践
人工智能·python
机器之心13 小时前
刚刚,DeepSeek公布推理时Scaling新论文,R2要来了?
人工智能
算AI15 小时前
人工智能+牙科:临床应用中的几个问题
人工智能·算法
凯子坚持 c16 小时前
基于飞桨框架3.0本地DeepSeek-R1蒸馏版部署实战
人工智能·paddlepaddle
你觉得20516 小时前
哈尔滨工业大学DeepSeek公开课:探索大模型原理、技术与应用从GPT到DeepSeek|附视频与讲义下载方法
大数据·人工智能·python·gpt·学习·机器学习·aigc
8K超高清16 小时前
中国8K摄像机:科技赋能文化传承新图景
大数据·人工智能·科技·物联网·智能硬件
hyshhhh17 小时前
【算法岗面试题】深度学习中如何防止过拟合?
网络·人工智能·深度学习·神经网络·算法·计算机视觉
薛定谔的猫-菜鸟程序员17 小时前
零基础玩转深度神经网络大模型:从Hello World到AI炼金术-详解版(含:Conda 全面使用指南)
人工智能·神经网络·dnn
币之互联万物17 小时前
2025 AI智能数字农业研讨会在苏州启幕,科技助农与数据兴业成焦点
人工智能·科技