本文主要是介绍YOLOv5课堂行为识别系统+GUI界面,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
课堂行为检测 gui/课堂行为识别系统/YOLOv5课堂行为识别/ yolov5/opencv/计算机视觉/python程序/深度学习/pytorch
数据集+标注/配置好环境程序可直接运行/带UI界面/代码+数据集/代码+数据集
[功能]图片识别/视频识别/摄像头识别 损失/准确率等数据可在tensorboard中查看
[种类]可识别hand-raising/reading/writing/using phone/bowing the head/leaning over the table/共6种 已经训练好了,有各种训练结果图,如果需要也可以自行训练。
项目介绍:基于YOLOv5的课堂行为识别系统
项目概述
本项目旨在开发一个基于YOLOv5的课堂行为识别系统,能够实时或离线地检测和识别课堂中的六种典型行为:举手(hand-raising)、阅读(reading)、书写(writing)、使用手机(using phone)、低头(bowing the head)和伏桌(leaning over the table)。系统使用Python编程语言,结合OpenCV、PyTorch等库,并提供了图形用户界面(GUI),使得用户能够轻松地进行图片识别、视频识别和摄像头实时识别。
项目特点
- 多种识别模式:支持图片识别、视频识别和摄像头实时识别。
- 实时监控:能够实时检测课堂中的学生行为,提供即时反馈。
- 图形用户界面:使用Python的GUI库开发,界面友好,操作简单。
- 深度学习模型:基于YOLOv5框架,利用PyTorch进行模型训练和推理。
- 数据可视化:训练过程中产生的损失、准确率等数据可以在TensorBoard中查看。
- 全面的行为识别:能够识别六种典型的课堂行为,满足多种应用场景需求。
- 预训练模型:已训练好的模型可以直接使用,同时提供了训练脚本以便进一步优化模型。
技术栈
- Python:主要编程语言。
- YOLOv5:基于PyTorch的实时目标检测框架。
- OpenCV:用于图像处理和视频流处理。
- PyTorch:用于模型训练和推理。
- TensorBoard:用于可视化训练过程中的损失和准确率等数据。
- GUI库:用于开发用户界面,例如Tkinter或PyQt。
系统功能
- 图片识别:用户可以选择一张图片,系统将识别图片中的学生行为。
- 视频识别:用户可以上传一段视频,系统将实时分析视频中的学生行为。
- 摄像头实时识别:系统可以连接到摄像头,实时监控课堂中的学生行为。
数据集与标注
- 数据集:包含大量的课堂行为图片,每张图片均带有详细的标注信息。
- 标注信息:采用YOLO格式的标注文件,每张图片对应一个
.txt
文件,包含每个行为的边界框和类别标签。 - 数据集划分:数据集分为训练集、验证集和测试集,用于模型训练、验证和测试。
关键代码示例
以下是一个简化的Python代码示例,展示如何使用YOLOv5进行实时摄像头识别:
1import cv2
2import torch
3from models.experimental import attempt_load
4from utils.datasets import LoadStreams
5from utils.general import check_img_size, non_max_suppression, scale_coords
6from utils.torch_utils import select_device
7
8# 加载预训练模型
9weights = 'best.pt' # 模型权重文件路径
10device = select_device('') # 使用GPU加速
11model = attempt_load(weights, map_location=device) # 加载模型
12stride = int(model.stride.max()) # 模型步长
13names = model.module.names if hasattr(model, 'module') else model.names # 类别名称
14imgsz = check_img_size(640, s=stride) # 输入图像大小
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16# 开始视频流
17view_img = True # 是否显示识别结果
18dataset = LoadStreams('0', img_size=imgsz, stride=stride) # 0 表示默认摄像头
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20# 运行识别
21for path, img, im0s, vid_cap in dataset:
22 img = torch.from_numpy(img).to(device)
23 img = img.float() # uint8 to fp16/32
24 img /= 255.0 # 0 - 255 to 0.0 - 1.0
25 if img.ndimension() == 3:
26 img = img.unsqueeze(0)
27
28 # 推理
29 pred = model(img, augment=False)[0]
30
31 # NMS
32 pred = non_max_suppression(pred, 0.25, 0.45, classes=None, agnostic=False)
33
34 # 处理每一帧
35 for i, det in enumerate(pred): # detections per image
36 p, s, im0, frame = path[i], '%g: ' % i, im0s[i].copy(), dataset.count
37 if len(det):
38 # Rescale boxes from img_size to im0 size
39 det[:, :4] = scale_coords(img.shape[2:], det[:, :4], im0.shape).round()
40
41 # 打印结果
42 for *xyxy, conf, cls in reversed(det):
43 label = f'{names[int(cls)]} {conf:.2f}'
44 plot_one_box(xyxy, im0, label=label, color=[255, 0, 0], line_thickness=3)
45
46 # 显示图像
47 if view_img:
48 cv2.imshow(str(p), im0)
49 if cv2.waitKey(1) == ord('q'): # 按q退出
50 raise StopIteration
51
52# 清理
53cv2.destroyAllWindows()
应用场景
- 教育监控:帮助教师实时监控学生的课堂行为,及时发现需要帮助的学生。
- 行为分析:用于研究学生的行为模式,提高教学质量。
- 安全管理:在学校的安全监控系统中应用,及时发现异常行为。
- 数据分析:为学校管理层提供数据支持,帮助优化教学资源分配。
文档与支持
- 代码与数据集:项目包含完整的代码和数据集,可以直接运行。
- 训练结果:提供了多种训练结果图,帮助用户理解模型的表现。
- 训练脚本:如果需要进一步训练模型,提供了详细的训练脚本和配置文件。
- 用户手册:包含详细的使用说明和技术文档,方便用户快速上手。
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