Sign Language alphabet identification using Machine Learning giving wrong predictions

I’m just a beginner on machine learning and I’ve watched tutorial videos on YouTube in order to come up with my code. Our professor has only given us less than a week to learn and complete this without teaching us anything. I’ve only been asking for help from AIs because it’s getting harder.

I tried to use both CSV files and images to train and test the model. When I run it, it gives 1.000 accuracy but it gives the wrong prediction when I test it using my camera. For example, it always shows a j when I’m showing a single language of the letter for any letter.

I’m using jupyter notebook for this.

Here’s my code:

import pandas as pd
import numpy as np
import tensorflow as tf
import cv2
import string
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.model_selection import train_test_split
from PIL import Image
import os

train_data = pd.read_csv('sign_mnist_train/sign_mnist_train.csv')
test_data = pd.read_csv('sign_mnist_test/sign_mnist_test.csv')

def preprocess_data(data):
    y_data = data.iloc[:, 0].values
    x_data = data.iloc[:, 1:].values
    x_data = x_data / 255.0
    x_data = x_data.reshape(-1, 28, 28, 1)
    y_data = np.clip(y_data, 0, 9)
    y_data = tf.keras.utils.to_categorical(y_data, 10)
    return x_data, y_data

x_train_csv, y_train_csv = preprocess_data(train_data)
x_test_csv, y_test_csv = preprocess_data(test_data)

def load_and_preprocess_image(image_path, label):
    img = Image.open(image_path)
    img = img.resize((28, 28))
    img = img.convert('L')
    img_array = np.array(img) / 255.0
    img_array = np.expand_dims(img_array, axis=-1)
    img_array = np.expand_dims(img_array, axis=0)
    label_array = tf.keras.utils.to_categorical(label, 10)
    return img_array, label_array

image_folder = 'SL_img'

def load_images_from_folder(folder):
    images = []
    labels = []
    for filename in os.listdir(folder):
        if filename.endswith('.png') or filename.endswith('.jpg'):
            image_path = os.path.join(folder, filename)
            try:
                label = ord(filename[0]) - ord('a')
                if 0 <= label < 10:
                    img_array, label_array = load_and_preprocess_image(image_path, label)
                    images.append(img_array)
                    labels.append(label_array)
            except Exception as e:
                print(f"Error processing file {filename}: {e}")
    return np.vstack(images), np.vstack(labels)

x_additional_images, y_additional_images = load_images_from_folder(image_folder)

print(f"x_train_csv shape: {x_train_csv.shape}")
print(f"y_train_csv shape: {y_train_csv.shape}")
print(f"x_additional_images shape: {x_additional_images.shape}")
print(f"y_additional_images shape: {y_additional_images.shape}")

x_train_combined = np.concatenate((x_train_csv, x_additional_images), axis=0)
y_train_combined = np.concatenate((y_train_csv, y_additional_images), axis=0)

print(f"x_train_combined shape: {x_train_combined.shape}")
print(f"y_train_combined shape: {y_train_combined.shape}")

if x_train_combined.shape[0] != y_train_combined.shape[0]:
    raise ValueError(f"Inconsistent data sizes: x_train_combined has {x_train_combined.shape[0]} samples, but y_train_combined has {y_train_combined.shape[0]} samples.")

def conv_neural_network_model():
    model = tf.keras.Sequential([
        tf.keras.layers.Conv2D(32, (5, 5), activation='relu', padding='same', input_shape=(28, 28, 1)),
        tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2), padding='same'),
        tf.keras.layers.Conv2D(64, (5, 5), activation='relu', padding='same'),
        tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2), padding='same'),
        tf.keras.layers.Flatten(),
        tf.keras.layers.Dense(1024, activation='relu'),
        tf.keras.layers.Dense(10)
    ])
    return model

model = conv_neural_network_model()
model.compile(optimizer='adam', 
              loss=tf.keras.losses.CategoricalCrossentropy(from_logits=True), 
              metrics=['accuracy'])

hm_epochs = 10
batch_size = 128
history = model.fit(x_train_combined, y_train_combined, epochs=hm_epochs, batch_size=batch_size, validation_split=0.1)

test_loss, test_acc = model.evaluate(x_test_csv, y_test_csv)
print('Test accuracy:', test_acc)

plt.plot(history.history['accuracy'], label='Train Accuracy')
plt.plot(history.history['val_accuracy'], label='Validation Accuracy')
plt.xlabel('Epoch')
plt.ylabel('Accuracy')
plt.legend()
plt.show()

def test_model_with_opencv(model):
    cap = cv2.VideoCapture(0)
    if not cap.isOpened():
        print("Error: Could not open webcam.")
        return

    print("Press 'q' to quit the webcam window.")
    letters = list(string.ascii_lowercase)

    while True:
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            print("Error: Could not read frame.")
            break

        resized_image = cv2.resize(frame, (28, 28))
        gray_image = cv2.cvtColor(resized_image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        normalized_image = gray_image / 255.0
        input_image = np.expand_dims(normalized_image, axis=-1)
        input_image = np.expand_dims(input_image, axis=0)

        prediction = model.predict(input_image)
        predicted_label = np.argmax(prediction)
        predicted_letter = letters[predicted_label]

        annotated_frame = frame.copy()
        cv2.putText(annotated_frame, f'Prediction: {predicted_letter}', (10, 30), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0, 255, 0), 2, cv2.LINE_AA)

        cv2.imshow('Predicted Image', annotated_frame)

        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break

    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()

test_model_with_opencv(model)

def preprocess_alphabet_image(image_path):
    img = cv2.imread(image_path)
    img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    img = cv2.resize(img, (28, 28))
    img = img / 255.0
    img = np.expand_dims(img, axis=-1)
    img = np.expand_dims(img, axis=0)
    return img

alphabet_image_path = 'amer_sign2.png'
alphabet_image = preprocess_alphabet_image(alphabet_image_path)

prediction = model.predict(alphabet_image)
predicted_label = np.argmax(prediction)

plt.imshow(cv2.cvtColor(cv2.imread(alphabet_image_path), cv2.COLOR_BGR2RGB))
plt.title(f'Predicted Label: {predicted_label}')
plt.axis('off')
plt.show()

Before, I only used the CSV files to train and test the model, which gave a 0.69 accuracy rate. Now, I tried using images too to increase the acc rate, giving a 1.000 acc rate, but it still gave wrong predictions. Would adding more epochs solve this?

New contributor

eur is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

3

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật