基于深度学习YOLOv10的狗犬种识别检测系统(YOLOv10+YOLO数据集+UI界面+Python项目源码+模型)

  一、项目介绍

本项目基于YOLOv10目标检测算法开发了一个犬种识别系统,专门用于检测和分类六种常见犬种:比格犬(Beagle)、斗牛犬(bullDog)、柯基犬(corgi)、金毛寻回犬(goldenRetriever)、哈士奇(husky)和博美犬(pomeranian)。系统通过端到端的深度学习模型,能够实时地在图像或视频中定位犬只并准确判断其所属品种,可应用于宠物智能管理、犬只身份识别、兽医辅助诊断及动物保护等多个实际场景。项目选用先进的YOLOv10架构,在保证高检测精度的同时,显著提升了推理速度,满足了实际应用中对实时性的要求。

数据集介绍

本项目所使用的数据集总共包含1257张高质量图像,并按照深度学习的标准实践划分为训练集、验证集和测试集三部分。其中,训练集包含880张图像,用于模型权重的学习和训练;验证集包含251张图像,用于在训练过程中调整超参数和进行模型选择,以防止过拟合;测试集包含126张图像,作为完全未参与训练的数据,用于最终评估模型的泛化性能和准确率。所有图像均经过精确标注,每张图片中的目标犬只均被标注了边界框(Bounding Box)及其对应的品种标签,确保了数据集的规范性和可靠性,为模型的有效学习奠定了坚实基础。

目录

 一、项目介绍

二、项目功能展示

系统功能

图片检测

视频检测

摄像头实时检测

三、数据集介绍

数据集概述

数据集特点

数据集配置文件

数据集制作流程

四、项目环境配置

创建虚拟环境

pycharm中配置anaconda

安装所需要库

五、模型训练

训练代码

训练结果

六、核心代码

七、项目源码(视频下方简介内)


基于深度学习YOLOv8的犬种检测系统(6类)(YOLOv8+YOLO数据集+UI界面+Python项目源码+模型)_哔哩哔哩_bilibili

基于深度学习YOLOv8的犬种检测系统(6类)(YOLOv8+YOLO数据集+UI界面+Python项目源码+模型)

二、项目功能展示

系统功能

✅ 图片检测:可对图片进行检测,返回检测框及类别信息。

✅ 视频检测:支持视频文件输入,检测视频中每一帧的情况。

✅ 摄像头实时检测:连接USB 摄像头,实现实时监测。

参数实时调节(置信度和IoU阈值)

  • 图片检测

        该功能允许用户通过单张图片进行目标检测。输入一张图片后,YOLO模型会实时分析图像,识别出其中的目标,并在图像中框出检测到的目标,输出带有目标框的图像。 

视频检测

        视频检测功能允许用户将视频文件作为输入。YOLO模型将逐帧分析视频,并在每一帧中标记出检测到的目标。最终结果可以是带有目标框的视频文件或实时展示,适用于视频监控和分析等场景。

  • 摄像头实时检测

        该功能支持通过连接摄像头进行实时目标检测。YOLO模型能够在摄像头拍摄的实时视频流中进行目标检测,实时识别并显示检测结果。此功能非常适用于安防监控、无人驾驶、智能交通等应用,提供即时反馈。

核心特点:

  • 高精度:基于YOLO模型,提供精确的目标检测能力,适用于不同类型的图像和视频。
  • 实时性:特别优化的算法使得实时目标检测成为可能,无论是在视频还是摄像头实时检测中,响应速度都非常快。
  • 批量处理:支持高效的批量图像和视频处理,适合大规模数据分析。

三、数据集介绍

数据集概述

本项目所使用的数据集总共包含1257张高质量图像,并按照深度学习的标准实践划分为训练集、验证集和测试集三部分。其中,训练集包含880张图像,用于模型权重的学习和训练;验证集包含251张图像,用于在训练过程中调整超参数和进行模型选择,以防止过拟合;测试集包含126张图像,作为完全未参与训练的数据,用于最终评估模型的泛化性能和准确率。所有图像均经过精确标注,每张图片中的目标犬只均被标注了边界框(Bounding Box)及其对应的品种标签,确保了数据集的规范性和可靠性,为模型的有效学习奠定了坚实基础。

数据集配置文件

数据集采用YOLO格式的配置文件,主要包含:

train: F:\犬种检测数据集\train\images
val: F:\犬种检测数据集\valid\images
test: F:\犬种检测数据集\test\images

nc: 6
names: ['Beagle', 'bullDog', 'corgi', 'goldenRetriever', 'husky', 'pomeranian']

四、项目环境配置

创建虚拟环境

首先新建一个Anaconda环境,每个项目用不同的环境,这样项目中所用的依赖包互不干扰。

终端输入

conda create -n yolov10 python==3.9

激活虚拟环境

conda activate yolov10
 

安装cpu版本pytorch

pip install torch torchvision torchaudio

pycharm中配置anaconda

安装所需要库

pip install -r requirements.txt

五、模型训练

训练代码

from ultralytics import YOLOv10

model_path = 'yolov10s.pt'
data_path = 'datasets/data.yaml'

if __name__ == '__main__':
    model = YOLOv10(model_path)
    results = model.train(data=data_path,
                          epochs=500,
                          batch=64,
                          device='0',
                          workers=0,
                          project='runs/detect',
                          name='exp',
                          )
根据实际情况更换模型
yolov10n.yaml (nano):轻量化模型,适合嵌入式设备,速度快但精度略低。
yolov10s.yaml (small):小模型,适合实时任务。
yolov10m.yaml (medium):中等大小模型,兼顾速度和精度。
yolov10b.yaml (base):基本版模型,适合大部分应用场景。
yolov10l.yaml (large):大型模型,适合对精度要求高的任务。
  • --batch 64:每批次64张图像。
  • --epochs 500:训练500轮。
  • --datasets/data.yaml:数据集配置文件。
  • --weights yolov10s.pt:初始化模型权重,yolov10s.pt 是预训练的轻量级YOLO模型。

训练结果

六、核心代码

import sys
 
import cv2
import numpy as np
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMessageBox, QFileDialog
from PyQt5.QtCore import QThread, pyqtSignal
from ultralytics import YOLOv10
from UiMain import UiMainWindow
import time
import os
 
 
class DetectionThread(QThread):
    frame_received = pyqtSignal(np.ndarray, np.ndarray, list)  # 原始帧, 检测帧, 检测结果
    finished_signal = pyqtSignal()  # 线程完成信号
 
    def __init__(self, model, source, conf, iou, parent=None):
        super().__init__(parent)
        self.model = model
        self.source = source
        self.conf = conf
        self.iou = iou
        self.running = True
 
    def run(self):
        try:
            if isinstance(self.source, int) or self.source.endswith(('.mp4', '.avi', '.mov')):  # 视频或摄像头
                cap = cv2.VideoCapture(self.source)
                while self.running and cap.isOpened():
                    ret, frame = cap.read()
                    if not ret:
                        break
 
                    # 保存原始帧
                    original_frame = frame.copy()
 
                    # 检测
                    results = self.model(frame, conf=self.conf, iou=self.iou)
                    annotated_frame = results[0].plot()
 
                    # 提取检测结果
                    detections = []
                    for result in results:
                        for box in result.boxes:
                            class_id = int(box.cls)
                            class_name = self.model.names[class_id]
                            confidence = float(box.conf)
                            x, y, w, h = box.xywh[0].tolist()
                            detections.append((class_name, confidence, x, y))
 
                    # 发送信号
                    self.frame_received.emit(
                        cv2.cvtColor(original_frame, cv2.COLOR_BGR2RGB),
                        cv2.cvtColor(annotated_frame, cv2.COLOR_BGR2RGB),
                        detections
                    )
 
                    # 控制帧率
                    time.sleep(0.03)  # 约30fps
 
                cap.release()
            else:  # 图片
                frame = cv2.imread(self.source)
                if frame is not None:
                    original_frame = frame.copy()
                    results = self.model(frame, conf=self.conf, iou=self.iou)
                    annotated_frame = results[0].plot()
 
                    # 提取检测结果
                    detections = []
                    for result in results:
                        for box in result.boxes:
                            class_id = int(box.cls)
                            class_name = self.model.names[class_id]
                            confidence = float(box.conf)
                            x, y, w, h = box.xywh[0].tolist()
                            detections.append((class_name, confidence, x, y))
 
                    self.frame_received.emit(
                        cv2.cvtColor(original_frame, cv2.COLOR_BGR2RGB),
                        cv2.cvtColor(annotated_frame, cv2.COLOR_BGR2RGB),
                        detections
                    )
 
        except Exception as e:
            print(f"Detection error: {e}")
        finally:
            self.finished_signal.emit()
 
    def stop(self):
        self.running = False
 
 
class MainWindow(UiMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
 
        # 初始化模型
        self.model = None
        self.detection_thread = None
        self.current_image = None
        self.current_result = None
        self.video_writer = None
        self.is_camera_running = False
        self.is_video_running = False
        self.last_detection_result = None  # 新增:保存最后一次检测结果
 
        # 连接按钮信号
        self.image_btn.clicked.connect(self.detect_image)
        self.video_btn.clicked.connect(self.detect_video)
        self.camera_btn.clicked.connect(self.detect_camera)
        self.stop_btn.clicked.connect(self.stop_detection)
        self.save_btn.clicked.connect(self.save_result)
 
        # 初始化模型
        self.load_model()
 
    def load_model(self):
        try:
            model_name = self.model_combo.currentText()
            self.model = YOLOv10(f"{model_name}.pt")  # 自动下载或加载本地模型
            self.update_status(f"模型 {model_name} 加载成功")
        except Exception as e:
            QMessageBox.critical(self, "错误", f"模型加载失败: {str(e)}")
            self.update_status("模型加载失败")
 
    def detect_image(self):
        if self.detection_thread and self.detection_thread.isRunning():
            QMessageBox.warning(self, "警告", "请先停止当前检测任务")
            return
 
        file_path, _ = QFileDialog.getOpenFileName(
            self, "选择图片", "", "图片文件 (*.jpg *.jpeg *.png *.bmp)")
 
        if file_path:
            self.clear_results()
            self.current_image = cv2.imread(file_path)
            self.current_image = cv2.cvtColor(self.current_image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
            self.display_image(self.original_image_label, self.current_image)
 
            # 创建检测线程
            conf = self.confidence_spinbox.value()
            iou = self.iou_spinbox.value()
            self.detection_thread = DetectionThread(self.model, file_path, conf, iou)
            self.detection_thread.frame_received.connect(self.on_frame_received)
            self.detection_thread.finished_signal.connect(self.on_detection_finished)
            self.detection_thread.start()
 
            self.update_status(f"正在检测图片: {os.path.basename(file_path)}")
 
    def detect_video(self):
        if self.detection_thread and self.detection_thread.isRunning():
            QMessageBox.warning(self, "警告", "请先停止当前检测任务")
            return
 
        file_path, _ = QFileDialog.getOpenFileName(
            self, "选择视频", "", "视频文件 (*.mp4 *.avi *.mov)")
 
        if file_path:
            self.clear_results()
            self.is_video_running = True
 
            # 初始化视频写入器
            cap = cv2.VideoCapture(file_path)
            frame_width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
            frame_height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
            fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
            cap.release()
 
            # 创建保存路径
            save_dir = "results"
            os.makedirs(save_dir, exist_ok=True)
            timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
            save_path = os.path.join(save_dir, f"result_{timestamp}.mp4")
 
            fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
            self.video_writer = cv2.VideoWriter(save_path, fourcc, fps, (frame_width, frame_height))
 
            # 创建检测线程
            conf = self.confidence_spinbox.value()
            iou = self.iou_spinbox.value()
            self.detection_thread = DetectionThread(self.model, file_path, conf, iou)
            self.detection_thread.frame_received.connect(self.on_frame_received)
            self.detection_thread.finished_signal.connect(self.on_detection_finished)
            self.detection_thread.start()
 
            self.update_status(f"正在检测视频: {os.path.basename(file_path)}")
 
    def detect_camera(self):
        if self.detection_thread and self.detection_thread.isRunning():
            QMessageBox.warning(self, "警告", "请先停止当前检测任务")
            return
 
        self.clear_results()
        self.is_camera_running = True
 
        # 创建检测线程 (默认使用摄像头0)
        conf = self.confidence_spinbox.value()
        iou = self.iou_spinbox.value()
        self.detection_thread = DetectionThread(self.model, 0, conf, iou)
        self.detection_thread.frame_received.connect(self.on_frame_received)
        self.detection_thread.finished_signal.connect(self.on_detection_finished)
        self.detection_thread.start()
 
        self.update_status("正在从摄像头检测...")
 
    def stop_detection(self):
        if self.detection_thread and self.detection_thread.isRunning():
            self.detection_thread.stop()
            self.detection_thread.quit()
            self.detection_thread.wait()
 
        if self.video_writer:
            self.video_writer.release()
            self.video_writer = None
 
        self.is_camera_running = False
        self.is_video_running = False
        self.update_status("检测已停止")
 
    def on_frame_received(self, original_frame, result_frame, detections):
        # 更新原始图像和结果图像
        self.display_image(self.original_image_label, original_frame)
        self.display_image(self.result_image_label, result_frame)
 
        # 保存当前结果帧用于后续保存
        self.last_detection_result = result_frame  # 新增:保存检测结果
 
        # 更新表格
        self.clear_results()
        for class_name, confidence, x, y in detections:
            self.add_detection_result(class_name, confidence, x, y)
 
        # 保存视频帧
        if self.video_writer:
            self.video_writer.write(cv2.cvtColor(result_frame, cv2.COLOR_RGB2BGR))
 
    def on_detection_finished(self):
        if self.video_writer:
            self.video_writer.release()
            self.video_writer = None
            self.update_status("视频检测完成,结果已保存")
        elif self.is_camera_running:
            self.update_status("摄像头检测已停止")
        else:
            self.update_status("图片检测完成")
 
    def save_result(self):
        if not hasattr(self, 'last_detection_result') or self.last_detection_result is None:
            QMessageBox.warning(self, "警告", "没有可保存的检测结果")
            return
 
        save_dir = "results"
        os.makedirs(save_dir, exist_ok=True)
        timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
 
        if self.is_camera_running or self.is_video_running:
            # 保存当前帧为图片
            save_path = os.path.join(save_dir, f"snapshot_{timestamp}.jpg")
            cv2.imwrite(save_path, cv2.cvtColor(self.last_detection_result, cv2.COLOR_RGB2BGR))
            self.update_status(f"截图已保存: {save_path}")
        else:
            # 保存图片检测结果
            save_path = os.path.join(save_dir, f"result_{timestamp}.jpg")
            cv2.imwrite(save_path, cv2.cvtColor(self.last_detection_result, cv2.COLOR_RGB2BGR))
            self.update_status(f"检测结果已保存: {save_path}")
 
    def closeEvent(self, event):
        self.stop_detection()
        event.accept()
 
 
if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
 
    # 设置应用程序样式
    app.setStyle("Fusion")
 
    # 创建并显示主窗口
    window = MainWindow()
    window.show()
 
    sys.exit(app.exec_())

七、项目源码(视频下方简介内)

基于深度学习YOLOv8的犬种检测系统(6类)(YOLOv8+YOLO数据集+UI界面+Python项目源码+模型)_哔哩哔哩_bilibili

基于深度学习YOLOv8的犬种检测系统(6类)(YOLOv8+YOLO数据集+UI界面+Python项目源码+模型)

<think>嗯,用户需要构建一个基于YOLOv8的课堂行为检测系统,包含UI界面数据集。首先,我得回顾一下YOLOv8的相关知识。YOLOv8是Ultralytics公司推出的最新版本,检测速度快且精度高,适合实时检测任务。课堂行为检测通常需要识别举手、睡觉、站立等动作,所以数据集需要包含这些类别。 用户提到需要UI界面数据集资源,所以得考虑如何组织数据集,以及如何设计界面。根据引用[4],数据集需要按照YOLO格式,包含图片文件夹、标注文件夹和data.yaml文件。可能需要指导用户准备或寻找现有的数据集,比如引用[4]提到的睡觉检测数据集,但用户可能需要更多的行为类别,所以可能需要扩展数据集或自行标注。 然后是模型训练部分。YOLOv8的训练流程相对标准化,使用Ultralytics库可以简化代码。需要示例代码,比如加载模型、训练、验证和导出的步骤。这部分在引用[2]和[3]中都有提到,应该参考他们的结构。 UI界面方面,用户可能希望实时显示检测结果,可能需要用到PyQt或Gradio。引用[2]和[3]提到UI界面设计,但具体实现可能需要结合OpenCV处理视频流,并在界面上展示检测框和统计信息。需要提供简单的示例代码,比如使用Gradio快速搭建界面,或者更复杂的PyQt应用。 数据集资源方面,除了引用[4]的睡觉数据集,可能还需要其他行为的数据集。可能需要建议用户从公开数据集中获取,或者自行收集标注。比如Kaggle、Roboflow等平台可能有相关数据。 另外,用户可能需要教程或完整项目参考。引用[2]和[3]都是完整的项目说明,可以推荐用户查看这些资源,或者提供简化的步骤指南。同时要注意代码的正确性,比如YOLOv8的API调用是否正确,数据路径是否正确设置。 可能遇到的问题包括数据集类别不平衡、标注格式错误、模型训练不收敛、UI界面延迟等。需要提醒用户注意数据预处理、增强、模型超参数调整,以及界面多线程处理避免阻塞。 最后,生成相关问题时要围绕系统实现的不同部分,比如数据集准备、模型优化、界面设计、部署应用等,帮助用户深入理解各个环节。</think>### 基于YOLOv8的课堂行为检测系统实现方案 #### 一、系统实现流程 1. **数据集准备** - 需收集包含课堂行为(举手、睡觉、站立等)的图像数据,按YOLO格式组织: ``` ├── dataset │ ├── images (存放JPG/PNG图片) │ ├── labels (存放.txt标注文件) │ └── data.yaml (定义数据集配置) ``` - 标注文件示例(归一化坐标): ```txt 0 0.45 0.62 0.12 0.24 # 类别ID 中心x 中心y 宽度 高度 ``` - `data.yaml`文件模板: ```yaml names: ['hand_up', 'sleeping', 'standing'] nc: 3 train: ../train/images val: ../val/images ``` 2. **模型训练与优化** ```python from ultralytics import YOLO # 加载预训练模型 model = YOLO('yolov8n.pt') # 开始训练(关键参数配置) results = model.train( data='dataset/data.yaml', epochs=100, imgsz=640, batch=16, device='0' # GPU加速 ) # 导出为ONNX格式 model.export(format='onnx') ``` *建议采用数据增强(旋转、模糊)提升泛化能力[^2]* 3. **UI界面开发(PyQt示例)** ```python import sys from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QLabel from ultralytics import YOLO class DetectionApp: def __init__(self): self.model = YOLO('best.pt') self.init_ui() def init_ui(self): self.app = QApplication(sys.argv) self.label = QLabel("实时检测画面") # 添加视频流处理模块 ``` 4. **系统整合** ```python import cv2 from PIL import Image def realtime_detection(): cap = cv2.VideoCapture(0) while True: ret, frame = cap.read() results = model(frame)[0] annotated_frame = results.plot() # 绘制检测框 cv2.imshow('Classroom Monitor', annotated_frame) ``` #### 二、关键资源推荐 1. **数据集获取** - 公开数据集:EdNet-Classroom(含常见课堂行为标注) - 自建数据集工具:LabelImg/Makesense.ai - 睡眠检测参考数据集[^4] 2. **教程参考** - Ultralytics官方文档:YOLOv8完整训练指南 - PyQt界面设计教程(含OpenCV整合) - 课堂行为检测系统实现案例[^3] #### 三、性能优化建议 1. 使用YOLOv8s/m型号平衡速度与精度 2. 采用TensorRT加速推理(FPS提升3-5倍) 3. 添加跟踪算法(如DeepSORT)实现人员轨迹分析
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值