使用python写一个3d视频动作分类识别的代码,预处理视频代码文件和训练代码文件

时间: 2024-02-05 14:05:02 浏览: 26
以下是一个简单的Python代码示例,用于预处理3D视频数据和训练3D卷积神经网络模型,以进行视频动作分类识别。 ## 预处理视频数据 ```python import cv2 import numpy as np import os # 定义函数,用于加载视频并将其转换为numpy数组 def load_video(path): cap = cv2.VideoCapture(path) frames = [] while True: ret, frame = cap.read() if not ret: break frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) frame = cv2.resize(frame, (128, 128)) frames.append(frame) cap.release() return np.array(frames) # 定义函数,用于将视频数据保存为npy文件 def preprocess_videos(input_dir, output_dir): if not os.path.exists(output_dir): os.makedirs(output_dir) for foldername in os.listdir(input_dir): folderpath = os.path.join(input_dir, foldername) for filename in os.listdir(folderpath): filepath = os.path.join(folderpath, filename) video = load_video(filepath) np.save(os.path.join(output_dir, foldername, filename[:-4]), video) ``` 此代码将读取一个目录中的所有视频文件,并将每个视频转换为numpy数组,然后保存为npy文件。在这里,我们假设每个视频都是128x128像素大小的灰度图像。 ## 训练3D卷积神经网络模型 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader import os class VideoDataset(Dataset): def __init__(self, input_dir): self.data = [] for foldername in os.listdir(input_dir): folderpath = os.path.join(input_dir, foldername) for filename in os.listdir(folderpath): filepath = os.path.join(folderpath, filename) self.data.append((filepath, int(foldername))) def __len__(self): return len(self.data) def __getitem__(self, idx): filepath, label = self.data[idx] video = np.load(filepath) video = np.expand_dims(video, axis=0) return torch.from_numpy(video), label class Conv3DNet(nn.Module): def __init__(self): super(Conv3DNet, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv3d(in_channels=1, out_channels=16, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn1 = nn.BatchNorm3d(16) self.relu1 = nn.ReLU(inplace=True) self.pool1 = nn.MaxPool3d(kernel_size=2, stride=2) self.conv2 = nn.Conv3d(in_channels=16, out_channels=32, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn2 = nn.BatchNorm3d(32) self.relu2 = nn.ReLU(inplace=True) self.pool2 = nn.MaxPool3d(kernel_size=2, stride=2) self.conv3 = nn.Conv3d(in_channels=32, out_channels=64, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn3 = nn.BatchNorm3d(64) self.relu3 = nn.ReLU(inplace=True) self.pool3 = nn.MaxPool3d(kernel_size=2, stride=2) self.fc1 = nn.Linear(in_features=64*4*4*4, out_features=256) self.fc2 = nn.Linear(in_features=256, out_features=10) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.bn1(x) x = self.relu1(x) x = self.pool1(x) x = self.conv2(x) x = self.bn2(x) x = self.relu2(x) x = self.pool2(x) x = self.conv3(x) x = self.bn3(x) x = self.relu3(x) x = self.pool3(x) x = x.view(-1, 64*4*4*4) x = self.fc1(x) x = self.relu1(x) x = self.fc2(x) return x # 定义函数,用于训练模型 def train_model(model, dataloader, optimizer, criterion, device): model.train() running_loss = 0.0 running_corrects = 0 for inputs, labels in dataloader: inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) optimizer.zero_grad() with torch.set_grad_enabled(True): outputs = model(inputs) _, preds = torch.max(outputs, 1) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() * inputs.size(0) running_corrects += torch.sum(preds == labels.data) epoch_loss = running_loss / len(dataloader.dataset) epoch_acc = running_corrects.double() / len(dataloader.dataset) return epoch_loss, epoch_acc # 定义函数,用于评估模型 def evaluate_model(model, dataloader, criterion, device): model.eval() running_loss = 0.0 running_corrects = 0 with torch.set_grad_enabled(False): for inputs, labels in dataloader: inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) outputs = model(inputs) _, preds = torch.max(outputs, 1) loss = criterion(outputs, labels) running_loss += loss.item() * inputs.size(0) running_corrects += torch.sum(preds == labels.data) epoch_loss = running_loss / len(dataloader.dataset) epoch_acc = running_corrects.double() / len(dataloader.dataset) return epoch_loss, epoch_acc # 定义主函数,用于训练和评估模型 def main(): input_dir = 'path/to/preprocessed/videos' output_dir = 'path/to/save/model' batch_size = 32 num_epochs = 10 device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') dataset = VideoDataset(input_dir) dataloader = DataLoader(dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) model = Conv3DNet() model.to(device) criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) best_acc = 0.0 for epoch in range(num_epochs): train_loss, train_acc = train_model(model, dataloader, optimizer, criterion, device) val_loss, val_acc = evaluate_model(model, dataloader, criterion, device) if val_acc > best_acc: best_acc = val_acc torch.save(model.state_dict(), os.path.join(output_dir, 'best_model.pth')) print('Epoch [{}/{}], Train Loss: {:.4f}, Train Acc: {:.4f}, Val Loss: {:.4f}, Val Acc: {:.4f}' .format(epoch+1, num_epochs, train_loss, train_acc, val_loss, val_acc)) if __name__ == '__main__': main() ``` 此代码将加载预处理后的视频数据,并将其作为数据集传递给DataLoader。然后,它会定义一个Conv3DNet模型,并在训练和验证阶段使用train_model和evaluate_model函数进行训练和评估。最后,它将保存最佳模型的权重,并输出每个时期的训练和验证损失以及准确性。

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