一、介紹
民族服飾識別,民族服飾智能識別與分析系統基於TensorFlow框架,採用卷積神經網絡(CNN)算法構建而成。系統在收集了回族、漢族、滿族、苗族四類典型民族服飾圖像數據集的基礎上,通過多輪迭代訓練,最終生成高精度識別模型,並配合Web可視化平台實現便捷交互。
前端: Vue3、Element Plus
後端:Django
算法:TensorFlow、卷積神經網絡算法
具體功能:
- 系統分為管理員和用户兩個角色,登錄後根據角色顯示其可訪問的頁面模塊。
- 登錄系統後可發佈、查看、編輯文章,創建文章功能中集成了markdown編輯器,可對文章進行編輯。
- 在圖像識別功能中,用户上傳圖片後,點擊識別,可輸出其識別結果和置信度
- 基於Echart以柱狀圖形式輸出所有種類對應的置信度分佈圖。
- 在智能問答功能模塊中:用户輸入問題,後台通過對接Deepseek接口實現智能問答功能。
- 管理員可在用户管理模塊中,對用户賬户進行管理和編輯。
選題背景與意義:
隨着人工智能技術的快速發展,計算機視覺在文化傳承與保護領域的應用日益廣泛。民族服飾作為民族文化的重要載體,其識別與分類對於文化研究與數字化保護具有積極意義。傳統人工識別方式效率有限,難以適應大規模圖像處理需求。基於此背景,本研究旨在開發一套基於深度學習的民族服飾智能識別與分析系統。系統採用TensorFlow框架,基於卷積神經網絡(CNN)構建高精度識別模型,實現對回族、漢族、滿族、苗族四類典型民族服飾的自動化識別。通過集成Web可視化平台,系統不僅提供圖像識別、置信度分析和可視化圖表展示等核心功能,還結合內容管理與智能問答模塊,構建了集文化識別、知識傳播與交互體驗於一體的綜合平台,為民族文化的數字化保護與推廣提供了有效的技術支撐。
二、系統效果圖片展示
三、演示視頻 and 完整代碼 and 安裝
地址:https://ziwupy.cn/p/ekFQTD
四、卷積神經網絡算法介紹
卷積神經網絡是一種專為處理網格狀數據(如圖像)而設計的深度學習算法。其核心思想是通過“卷積”操作,自動地從圖像中提取由淺到深的特徵。
主要構成層:
- 卷積層: 是CNN的核心。它使用多個可學習的“濾波器”(或稱“卷積核”)在輸入圖像上滑動,通過計算局部區域的點積來提取特徵(如邊緣、角點、紋理等)。通過堆疊多個卷積層,網絡可以學習到從簡單到複雜(如物體部件、整體輪廓)的層次化特徵。
- 池化層: 通常跟在卷積層之後,用於對特徵圖進行下采樣。它通過取局部區域的最大值或平均值,來減小數據尺寸,降低計算量,同時增強模型對目標位置微小變化的魯棒性(即“平移不變性”)。
- 全連接層: 在網絡的末端,將經過多輪卷積和池化後提取出的高級特徵圖展平,然後進行綜合判斷,最終輸出每個類別的概率。
CNN通過這種“局部連接”和“權值共享”(同一個濾波器掃描整張圖片)的機制,極大地減少了參數數量,使其能夠高效地處理圖像,併成為圖像識別領域最主流的算法。
以下是一個使用TensorFlow和Keras API構建一個簡單的CNN模型,用於對MNIST手寫數字數據集進行分類的示例。
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import datasets, layers, models
# 1. 加載並預處理數據
(train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = datasets.mnist.load_data()
# 將圖像數據重塑為 (28, 28, 1) 的形狀,並歸一化到 [0, 1] 區間
train_images = train_images.reshape((60000, 28, 28, 1)).astype('float32') / 255
test_images = test_images.reshape((10000, 28, 28, 1)).astype('float32') / 255
# 2. 構建CNN模型
model = models.Sequential([
# 第一個卷積塊:卷積 + 池化
layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(28, 28, 1)),
layers.MaxPooling2D((2, 2)),
# 第二個卷積塊:卷積 + 池化
layers.Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'),
layers.MaxPooling2D((2, 2)),
# 將特徵圖展平,輸入到全連接層
layers.Flatten(),
layers.Dense(64, activation='relu'),
# 輸出層,10個神經元對應10個數字類別,使用softmax激活函數輸出概率
layers.Dense(10, activation='softmax')
])
# 3. 編譯模型
model.compile(optimizer='adam',
loss='sparse_categorical_crossentropy',
metrics=['accuracy'])
# 4. 訓練模型
model.fit(train_images, train_labels, epochs=5,
validation_data=(test_images, test_labels))
# 5. 評估模型
test_loss, test_acc = model.evaluate(test_images, test_labels, verbose=2)
print(f'\n測試準確率:{test_acc}')
以上代碼完整展示了使用CNN進行圖像識別的流程。首先,數據被加載並預處理成適合網絡的格式。接着,我們構建了一個順序模型,它包含兩個卷積-池化層組合,用於特徵提取,之後是展平操作和全連接層進行分類。模型使用adam優化器和交叉熵損失函數進行編譯。最後,通過fit方法在訓練數據上進行5輪訓練,並在測試集上評估最終性能。這個簡單的模型能很快地在MNIST數據集上達到很高的準確率,清晰地演示了CNN在圖像識別任務中的強大能力和基本工作流程。