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基于YOLOv8的摄像头吸烟行为检测系统(Python源码+Pyqt6界面+数据集)

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AI小怪兽
修改2024-01-29 09:56:59
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修改2024-01-29 09:56:59
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文章被收录于专栏:YOLO大作战
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💡💡💡本文主要内容:详细介绍了摄像头下吸烟行为检测系统,在介绍算法原理的同时,给出Pytorch的源码、训练数据集以及PyQt6的UI界面。在界面中可以选择各种图片、视频进行检测识别,可进行置信度、Iou阈值设定,结果可视化等。

1.数据集介绍

通过摄像头采集吸烟行为,共采集1812张图片 进行标注,按照8:1:1进行训练集、验证集、测试集随机区分。

细节图如下:

1.1数据集划分

通过split_train_val.py得到trainval.txt、val.txt、test.txt

代码语言:python
代码运行次数:16
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# coding:utf-8

import os
import random
import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()
#xml文件的地址,根据自己的数据进行修改 xml一般存放在Annotations下
parser.add_argument('--xml_path', default='Annotations', type=str, help='input xml label path')
#数据集的划分,地址选择自己数据下的ImageSets/Main
parser.add_argument('--txt_path', default='ImageSets/Main', type=str, help='output txt label path')
opt = parser.parse_args()

trainval_percent = 0.9
train_percent = 0.8
xmlfilepath = opt.xml_path
txtsavepath = opt.txt_path
total_xml = os.listdir(xmlfilepath)
if not os.path.exists(txtsavepath):
    os.makedirs(txtsavepath)

num = len(total_xml)
list_index = range(num)
tv = int(num * trainval_percent)
tr = int(tv * train_percent)
trainval = random.sample(list_index, tv)
train = random.sample(trainval, tr)

file_trainval = open(txtsavepath + '/trainval.txt', 'w')
file_test = open(txtsavepath + '/test.txt', 'w')
file_train = open(txtsavepath + '/train.txt', 'w')
file_val = open(txtsavepath + '/val.txt', 'w')

for i in list_index:
    name = total_xml[i][:-4] + '\n'
    if i in trainval:
        file_trainval.write(name)
        if i in train:
            file_train.write(name)
        else:
            file_val.write(name)
    else:
        file_test.write(name)

file_trainval.close()
file_train.close()
file_val.close()
file_test.close()

1.2 通过voc_label.py生成txt

代码语言:python
代码运行次数:3
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# -*- coding: utf-8 -*-
import xml.etree.ElementTree as ET
import os
from os import getcwd

sets = ['train', 'val']
classes = ["smoke"]   # 改成自己的类别
abs_path = os.getcwd()
print(abs_path)

def convert(size, box):
    dw = 1. / (size[0])
    dh = 1. / (size[1])
    x = (box[0] + box[1]) / 2.0 - 1
    y = (box[2] + box[3]) / 2.0 - 1
    w = box[1] - box[0]
    h = box[3] - box[2]
    x = x * dw
    w = w * dw
    y = y * dh
    h = h * dh
    return x, y, w, h

def convert_annotation(image_id):
    in_file = open('Annotations/%s.xml' % (image_id), encoding='UTF-8')
    out_file = open('labels/%s.txt' % (image_id), 'w')
    tree = ET.parse(in_file)
    root = tree.getroot()
    size = root.find('size')
    w = int(size.find('width').text)
    h = int(size.find('height').text)
    for obj in root.iter('object'):
        difficult = obj.find('difficult').text
        #difficult = obj.find('Difficult').text
        cls = obj.find('name').text
        if cls not in classes or int(difficult) == 1:
            continue
        cls_id = classes.index(cls)
        xmlbox = obj.find('bndbox')
        b = (float(xmlbox.find('xmin').text), float(xmlbox.find('xmax').text), float(xmlbox.find('ymin').text),
             float(xmlbox.find('ymax').text))
        b1, b2, b3, b4 = b
        # 标注越界修正
        if b2 > w:
            b2 = w
        if b4 > h:
            b4 = h
        b = (b1, b2, b3, b4)
        bb = convert((w, h), b)
        out_file.write(str(cls_id) + " " + " ".join([str(a) for a in bb]) + '\n')

wd = getcwd()
for image_set in sets:
    if not os.path.exists('labels/'):
        os.makedirs('labels/')
    image_ids = open('ImageSets/Main/%s.txt' % (image_set)).read().strip().split()
    list_file = open('%s.txt' % (image_set), 'w')
    for image_id in image_ids:
        list_file.write(abs_path + '/images/%s.jpg\n' % (image_id))
        convert_annotation(image_id)
    list_file.close()

通过图像判断属于小目标检测

1.3 小目标定义

1)以物体检测领域的通用数据集COCO物体定义为例,小目标是指小于32×32个像素点(中物体是指32*32-96*96,大物体是指大于96*96); 2)在实际应用场景中,通常更倾向于使用相对于原图的比例来定义:物体标注框的长宽乘积,除以整个图像的长宽乘积,再开根号,如果结果小于3%,就称之为小目标;

2.基于YOLOv8的摄像头吸烟行为检测

2.1 修改smoke.yaml

代码语言:python
代码运行次数:2
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path: ./ultralytics-smoke/data/smoke # dataset root dir
train: train.txt  # train images (relative to 'path') 118287 images
val: val.txt  # val images (relative to 'path') 5000 images
 
# number of classes
nc: 1
 
# class names
names:
  0: smoke

2.2开启训练

代码语言:python
代码运行次数:0
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Validating runs\train\exp\weights\best.pt...
Ultralytics YOLOv8.1.2 🚀 Python-3.8.18 torch-1.11.0+cu113 CUDA:0 (NVIDIA GeForce RTX 3070, 8192MiB)
YOLOv8 summary (fused): 168 layers, 3005843 parameters, 0 gradients, 8.1 GFLOPs
                 Class     Images  Instances      Box(P          R      mAP50  mAP50-95): 100%|██████████| 11/11 [00:09<00:00,  1.22it/s]
                   all        326        402      0.901      0.813      0.902      0.519
Speed: 0.2ms preprocess, 2.3ms inference, 0.0ms loss, 0.7ms postprocess per image
Results saved to runs\train\exp

3.训练结果分析

confusion_matrix.png :列代表预测的类别,行代表实际的类别。其对角线上的值表示预测正确的数量比例,非对角线元素则是预测错误的部分。混淆矩阵的对角线值越高越好,这表明许多预测是正确的。

PR_curve.png :PR曲线中的P代表的是precision(精准率)R代表的是recall(召回率),其代表的是精准率与召回率的关系。

预测结果:

4. 摄像头吸烟行为检测系统设计

4.1 PySide6介绍

受益于人工智能的崛起,Python语言几乎以压倒性优势在众多编程语言中异军突起,成为AI时代的首选语言。在很多情况下,我们想要以图形化方式将我们的人工智能算法打包提供给用户使用,这时候选择以python为主的GUI框架就非常合适了。

PySide是Qt公司的产品,PyQt是第三方公司的产品,二者用法基本相同,不过在使用协议上却有很大差别。PySide可以在LGPL协议下使用,PyQt则在GPL协议下使用。

PySide目前常见的有两个版本:PySide2和PySide6。PySide2由C++版的Qt5开发而来.,而PySide6对应的则是C++版的Qt6。从PySide6开始,PySide的命名也会与Qt的大版本号保持一致,不会再出现类似PySide2对应Qt5这种容易混淆的情况。

4.2 安装PySide6

代码语言:python
代码运行次数:0
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pip install --upgrade pip
pip install pyside6 -i https://mirror.baidu.com/pypi/simple

基于PySide6开发GUI程序包含下面三个基本步骤:

  • 设计GUI,图形化拖拽或手撸;
  • 响应UI的操作(如点击按钮、输入数据、服务器更新),使用信号与Slot连接界面和业务;
  • 打包发布;

4.3 摄像头吸烟行为检测系统设计

运行

by AI小怪兽

https://blog.csdn.net/m0_63774211/article/details/135893417

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原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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目录
  • 1.数据集介绍
    • 1.1数据集划分
      • 1.2 通过voc_label.py生成txt
        • 1.3 小目标定义
        • 2.基于YOLOv8的摄像头吸烟行为检测
          • 2.1 修改smoke.yaml
            • 2.2开启训练
            • 3.训练结果分析
            • 4. 摄像头吸烟行为检测系统设计
              • 4.1 PySide6介绍
                • 4.2 安装PySide6
                  • 4.3 摄像头吸烟行为检测系统设计
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