基于MobileNetv2的垃圾分類

主要介紹垃圾分類代碼開發的方法。通過讀取本地圖像數據作為輸入，對圖像中的垃圾物體進行檢測，并且將檢測結果圖片保存到文件中。

1、實驗目的

• 了解熟悉垃圾分類應用代碼的編寫（Python語言）；
• 了解Linux操作系統的基本使用；
• 掌握atc命令進行模型轉換的基本操作。

2、MobileNetv2模型原理介紹

MobileNet網絡是由Google團隊于2017年提出的專注于移動端、嵌入式或IoT設備的輕量級CNN網絡，相比于傳統的卷積神經網絡，MobileNet網絡使用深度可分離卷積（Depthwise Separable Convolution）的思想在準確率小幅度降低的前提下，大大減小了模型參數與運算量。并引入寬度系數 α和分辨率系數 β使模型滿足不同應用場景的需求。

由于MobileNet網絡中Relu激活函數處理低維特征信息時會存在大量的丟失，所以MobileNetV2網絡提出使用倒殘差結構（Inverted residual block）和Linear Bottlenecks來設計網絡，以提高模型的準確率，且優化后的模型更小。

圖中Inverted residual block結構是先使用1x1卷積進行升維，然后使用3x3的DepthWise卷積，最后使用1x1的卷積進行降維，與Residual block結構相反。Residual block是先使用1x1的卷積進行降維，然后使用3x3的卷積，最后使用1x1的卷積進行升維。

• 說明： 詳細內容可參見MobileNetV2論文

3、實驗環境

本案例支持win_x86和Linux系統，CPU/GPU/Ascend均可運行。

python環境如下：

Python 3.9.19

pip install -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple mindspore==2.2.14

所需python環境依賴如下：

Package                        Version
------------------------------ --------------
absl-py                        2.1.0
aiofiles                       22.1.0
aiosqlite                      0.20.0
altair                         5.3.0
annotated-types                0.7.0
anyio                          4.4.0
argon2-cffi                    23.1.0
argon2-cffi-bindings           21.2.0
arrow                          1.3.0
astroid                        3.2.2
asttokens                      2.0.5
astunparse                     1.6.3
attrs                          23.2.0
auto-tune                      0.1.0
autopep8                       1.5.5
Babel                          2.15.0
backcall                       0.2.0
beautifulsoup4                 4.12.3
black                          24.4.2
bleach                         6.1.0
certifi                        2024.6.2
cffi                           1.16.0
charset-normalizer             3.3.2
click                          8.1.7
cloudpickle                    3.0.0
colorama                       0.4.6
comm                           0.2.1
contextlib2                    21.6.0
contourpy                      1.2.1
cycler                         0.12.1
dataflow                       0.0.1
debugpy                        1.6.7
decorator                      5.1.1
defusedxml                     0.7.1
dill                           0.3.8
dnspython                      2.6.1
download                       0.3.5
easydict                       1.13
email_validator                2.2.0
entrypoints                    0.4
exceptiongroup                 1.2.0
executing                      0.8.3
fastapi                        0.111.0
fastapi-cli                    0.0.4
fastjsonschema                 2.20.0
ffmpy                          0.3.2
filelock                       3.15.3
flake8                         3.8.4
fonttools                      4.53.0
fqdn                           1.5.1
fsspec                         2024.6.0
gitdb                          4.0.11
GitPython                      3.1.43
gradio                         4.26.0
gradio_client                  0.15.1
h11                            0.14.0
hccl                           0.1.0
hccl-parser                    0.1
httpcore                       1.0.5
httptools                      0.6.1
httpx                          0.27.0
huggingface-hub                0.23.4
idna                           3.7
importlib-metadata             7.0.1
importlib_resources            6.4.0
iniconfig                      2.0.0
ipykernel                      6.28.0
ipympl                         0.9.4
ipython                        8.15.0
ipython-genutils               0.2.0
ipywidgets                     8.1.3
isoduration                    20.11.0
isort                          5.13.2
jedi                           0.17.2
Jinja2                         3.1.4
joblib                         1.4.2
json5                          0.9.25
jsonpointer                    3.0.0
jsonschema                     4.22.0
jsonschema-specifications      2023.12.1
jupyter_client                 7.4.9
jupyter_core                   5.7.2
jupyter-events                 0.10.0
jupyter-lsp                    2.2.5
jupyter-resource-usage         0.7.2
jupyter_server                 2.14.1
jupyter_server_fileid          0.9.2
jupyter-server-mathjax         0.2.6
jupyter_server_terminals       0.5.3
jupyter_server_ydoc            0.8.0
jupyter-ydoc                   0.2.5
jupyterlab                     3.6.7
jupyterlab_code_formatter      2.2.1
jupyterlab_git                 0.50.1
jupyterlab-language-pack-zh-CN 4.2.post1
jupyterlab-lsp                 4.3.0
jupyterlab_pygments            0.3.0
jupyterlab_server              2.27.2
jupyterlab-system-monitor      0.8.0
jupyterlab-topbar              0.6.1
jupyterlab_widgets             3.0.11
kiwisolver                     1.4.5
markdown-it-py                 3.0.0
MarkupSafe                     2.1.5
matplotlib                     3.9.0
matplotlib-inline              0.1.6
mccabe                         0.6.1
mdurl                          0.1.2
mindspore                      2.2.14
mindvision                     0.1.0
mistune                        3.0.2
ml_collections                 0.1.1
mpmath                         1.3.0
msadvisor                      1.0.0
mypy-extensions                1.0.0
nbclassic                      1.1.0
nbclient                       0.10.0
nbconvert                      7.16.4
nbdime                         4.0.1
nbformat                       5.10.4
nest-asyncio                   1.6.0
notebook                       6.5.7
notebook_shim                  0.2.4
numpy                          1.26.4
op-compile-tool                0.1.0
op-gen                         0.1
op-test-frame                  0.1
opc-tool                       0.1.0
opencv-contrib-python-headless 4.10.0.84
opencv-python                  4.10.0.84
opencv-python-headless         4.10.0.84
orjson                         3.10.5
overrides                      7.7.0
packaging                      23.2
pandas                         2.2.2
pandocfilters                  1.5.1
parso                          0.7.1
pathlib2                       2.3.7.post1
pathspec                       0.12.1
pexpect                        4.8.0
pickleshare                    0.7.5
pillow                         10.3.0
pip                            24.1
platformdirs                   4.2.2
pluggy                         1.5.0
prometheus_client              0.20.0
prompt-toolkit                 3.0.43
protobuf                       5.27.1
psutil                         5.9.0
ptyprocess                     0.7.0
pure-eval                      0.2.2
pycodestyle                    2.6.0
pycparser                      2.22
pydantic                       2.7.4
pydantic_core                  2.18.4
pydocstyle                     6.3.0
pydub                          0.25.1
pyflakes                       2.2.0
Pygments                       2.15.1
pylint                         3.2.3
pyparsing                      3.1.2
pytest                         8.0.0
python-dateutil                2.9.0.post0
python-dotenv                  1.0.1
python-json-logger             2.0.7
python-jsonrpc-server          0