基于yolov2深度学习网络的打电话行为检测系统matlab仿真

1.算法运行效果图预览

2.算法运行软件版本

matlab2022a

3.算法理论概述

     打电话行为是一种常见的日常行为，但在某些场合下，如驾驶、会议等，打电话行为可能会带来安全隐患或影响工作效率。因此，研究一种能够实时检测打电话行为的方法具有重要意义。传统的打电话行为检测方法主要基于传感器或图像处理技术，但存在精度低、实时性差等问题。

3.1、YOLOv2网络原理

       近年来，深度学习技术在目标检测领域取得了显著进展。其中，YOLO系列算法是一种基于深度学习的实时目标检测算法，具有速度快、精度高等优点。YOLOv2是YOLO系列的第二代算法，相比于第一代算法，在速度和精度上都有所提升。此外，卷积神经网络（CNN）是深度学习中常用的模型之一，具有强大的特征提取能力。因此，本文选择YOLOv2和CNN作为打电话行为检测的基础算法和模型。

      YOLOv2是一种实时目标检测算法，其核心思想是将目标检测任务看作一个回归问题，通过单次前向传播即可完成检测。相比于其他目标检测算法，YOLOv2具有更高的检测速度和较好的准确性。以下是YOLOv2网络的主要原理：

       网络结构：YOLOv2采用Darknet-19作为基础网络，该网络由19个卷积层和5个最大池化层组成，具有较快的运算速度和较低的计算复杂度。

       批量归一化（Batch Normalization）：YOLOv2在网络中加入批量归一化层，减少内部协变量的移动，使网络更加稳定，加速收敛。

        其基本结构如下所示：

       YOLOv2引入了多尺度训练方法，通过在网络输入端随机调整图像大小，提高网络对不同尺度目标的检测能力。

3.2、基于YOLOv2的打电话行为检测

       本文提出的打电话行为检测方法主要分为两个阶段：训练阶段和检测阶段。在训练阶段，我们使用标注好的数据集对YOLOv2网络进行训练，使其能够识别出打电话行为。在检测阶段，我们使用训练好的YOLOv2网络对输入的视频帧进行检测，识别出其中的打电话行为。

       具体来说，我们的方法包括以下几个步骤：

       数据预处理：对标注好的数据集进行预处理，包括图像增强、归一化等操作，以提高模型的泛化能力。

       网络构建：构建基于YOLOv2的深度学习网络，包括特征提取网络和检测网络两部分。特征提取网络采用卷积神经网络（CNN），用于提取输入图像的特征；检测网络采用YOLOv2算法，用于对提取的特征进行目标检测。

        网络训练：使用标注好的数据集对网络进行训练，优化网络的参数，使其能够识别出打电话行为。在训练过程中，我们采用随机梯度下降（SGD）算法进行优化，并使用交叉验证方法对模型的性能进行评估。

       行为检测：使用训练好的网络对输入的视频帧进行检测，识别出其中的打电话行为。具体来说，我们将视频帧输入到网络中，经过特征提取和目标检测两个步骤后，得到检测结果。如果检测结果中存在打电话行为的类别，则认为该帧中存在打电话行为。

4.部分核心程序

% 加载预训练的 ResNet-50 模型
load Model_resnet50.mat
 
% 用于目标检测的特征层
featureLayer = 'activation_40_relu';
% 构建 YOLOv2 网络
lgraph       = yolov2Layers(image_size,num_classes,anchor_boxes,Initial_nn,featureLayer);
 
options = trainingOptions('sgdm', ...
    'MiniBatchSize', 8, ....
    'InitialLearnRate',1e-3, ...
    'MaxEpochs',100,...
    'CheckpointPath', checkpoint_folder, ...
    'Shuffle','every-epoch', ...
    'ExecutionEnvironment', 'gpu');% 设置训练选项
% 训练 YOLOv2 目标检测器
[detector,info] = trainYOLOv2ObjectDetector(train_data,lgraph,options);
save yolov2.mat detector