基于mediapipe深度學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)人體姿態(tài)提取系統(tǒng)python源碼

1.算法運(yùn)行效果圖預(yù)覽

(完整程序運(yùn)行后無(wú)水印)




2.算法運(yùn)行軟件版本

程序運(yùn)行配置環(huán)境:


人工智能算法python程序運(yùn)行環(huán)境安裝步驟整理-CSDN博客





3.部分核心程序

(完整版代碼包含詳細(xì)中文注釋和操作步驟視頻)


# 使用mediapipe進(jìn)行姿態(tài)檢測(cè)的函數(shù)

# frame是輸入的視頻幀,pose是姿態(tài)檢測(cè)對(duì)象

def mediapipe_detect(frame, pose):

???img = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)#將視頻幀從BGR顏色空間轉(zhuǎn)換為RGB顏色空間

???img.flags.writeable = False

???results = pose.process(img)#使用姿態(tài)檢測(cè)對(duì)象處理圖像,得到檢測(cè)結(jié)果

???img.flags.writeable = True

???img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2BGR)#將圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換回BGR顏色空間

???return img, results#返回處理后的圖像和檢測(cè)結(jié)果


4.算法理論概述

4.1 Mediapipe在人體姿態(tài)提取中的應(yīng)用

?????Mediapipe使用預(yù)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型來(lái)進(jìn)行人體姿態(tài)提取,常見(jiàn)的模型結(jié)構(gòu)如OpenPose模型。該模型通過(guò)對(duì)大量人體姿態(tài)圖像數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí),構(gòu)建了一個(gè)能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)人體關(guān)節(jié)位置的模型。模型的目標(biāo)是檢測(cè)人體的多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(如頭部、肩部、肘部、腕部、髖部、膝部、踝部等)的位置。對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),模型輸出一個(gè)置信度圖(confidence map),表示該關(guān)鍵點(diǎn)在圖像中每個(gè)位置出現(xiàn)的概率。


??????在檢測(cè)到各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)后,需要確定哪些關(guān)鍵點(diǎn)屬于同一肢體,從而構(gòu)建完整的人體姿態(tài)骨架。這通常通過(guò)計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)之間的親和度(affinity)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,對(duì)于兩個(gè)相鄰的關(guān)鍵點(diǎn)(如肩部和肘部),模型會(huì)輸出一個(gè)表示它們之間連接可能性的向量場(chǎng)(vector field),稱為部分親和場(chǎng)(Part Affinity Fields,

PAFs)。


4.2 Mediapipe架構(gòu)

Mediapipe 采用模塊化設(shè)計(jì),其核心架構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分組成:


Calculator Graph:計(jì)算器圖是Mediapipe的核心,它由多個(gè)Calculator節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)流組成,Calculator是Mediapipe中的基本處理單元,負(fù)責(zé)完成特定的計(jì)算任務(wù),如數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征提取等。數(shù)據(jù)流則用于在不同的Calculator之間傳遞數(shù)據(jù)。


Packet:數(shù)據(jù)包是Mediapipe中數(shù)據(jù)傳遞的基本單位,它可以包含各種類型的數(shù)據(jù),如圖像、音頻、關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)等。每個(gè)Packet都有一個(gè)時(shí)間戳,用于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生時(shí)間。


Subgraph:子圖是一種特殊的Calculator,它由多個(gè)Calculator組成,可以將復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)封裝成一個(gè)獨(dú)立的模塊,提高代碼的復(fù)用性和可維護(hù)性。


4.3 Mediapipe的工作過(guò)程


定義Calculator Graph:根據(jù)具體的任務(wù)需求,定義一個(gè)Calculator Graph,將不同的Calculator 節(jié)點(diǎn)連接起來(lái),形成一個(gè)數(shù)據(jù)處理管道。


初始化 Graph:在運(yùn)行之前,需要對(duì)Calculator

Graph進(jìn)行初始化,包括加載模型、分配資源等操作。


輸入數(shù)據(jù):將待處理的數(shù)據(jù)(如圖像、視頻等)輸入到Calculator Graph中,數(shù)據(jù)會(huì)按照預(yù)先定義的數(shù)據(jù)流路徑依次經(jīng)過(guò)各個(gè)Calculator節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。


處理數(shù)據(jù):每個(gè)Calculator節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的功能對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并將處理結(jié)果輸出到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。


輸出結(jié)果:經(jīng)過(guò)一系列的處理后,最終的結(jié)果會(huì)從Calculator Graph的輸出節(jié)點(diǎn)輸出。

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