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1、项目介绍

技术栈：
python语言、YoloV5模型、PySide6界面、注册登录、训练集测试集

支持：上传图片、上传视频、摄像头检测

1、安全帽数据集与训练过程
这里我们使用的安全帽识别数据集，包含训练集910张图片，验证集304张图片，共计1214张图片。部分数据集图片及其标注信息如下图所示。
每张图像均提供了图像类标记信息，图像中安全帽的bounding box，安全帽的关键part信息，以及安全帽的属性信息，数据集并解压后得到如下的图片。
在python环境配置完成后，我们运行train.py进行训练。YOLOv5训练时主要包含三个方面的损失：矩形框损失(box_loss)、置信度损失（obj_loss）和分类损失(cls_loss)，下图为博主训练安全帽识别的模型训练曲线图。
我们通过设定不同的置信度的阈值，可以得到在模型在不同的阈值下所计算出的p值和r值，一般情况下，p值和r值是负相关的，绘制出来可以得到如下图所示的曲线，其中曲线的面积我们称AP，目标检测模型中每种目标可计算出一个AP值，对所有的AP值求平均则可以得到模型的mAP值。
以PR-curve为例，可以看到我们的模型在验证集上的均值平均准确率为0.910。

2、项目界面

（1）界面

（2）安全帽检测识别

（3）安全帽检测识别

（4）安全帽检测识别

（5）安全帽检测识别

（6）注册登录

3、项目说明

安全帽检测系统用于自动化监测安全帽佩戴情况，在需要佩戴安全帽的场合自动安全提醒，实现图片、视频和摄像头等多种形式监测。在介绍算法原理的同时，给出Python的实现代码、训练数据集，以及PyQt的UI界面。安全帽检测系统主要用于自动化监测安全帽佩戴情况，检测佩戴安全帽的数目、位置、预测置信度等；可采取图片、视频和摄像头等多种形式监测佩戴情况，并实时显示标记和结果；博文提供了完整的Python代码和使用教程，适合新入门的朋友参考。

近年来，随着计算机视觉的飞速发展，越来越多的目标检测算法被应用到生活中，对人体安全的研究尤为有价值。建筑业是劳动密集型行业，工作环境复杂，安全事故频发。据《国家统计年鉴》统计，我国建筑业每年发生的事故数量高达600起，每年死亡人数超过700人。坠落的物体是最致命的，研究表明，所有建筑工人因脑外伤而死亡的人数中有24%是由高空物体坠落造成的。由于它直接威胁到工人的头部，而头部是最重要的身体部位，因此头盔佩戴检测在现实生活场景中具有重要意义。

计算机视觉的快速发展应用在各个方面，具有广阔的前景，尤其是在安全工程方面。在建筑工地，头盔是保护工人生命的重要工具，而实际上，由于没有戴头盔，事故时有发生。为了解决这个问题，基于深度学习的安全帽检测系统以最及时的方式进行告警，同时最大限度降低误报和漏报现象，极大的节约了生产成本，提高了工作效率。

4、核心代码

def predict(img):
    img = torch.from_numpy(img).to(device)
    img = img.half() if half else img.float()
    img /= 255.0
    if img.ndimension() == 3:
        img = img.unsqueeze(0)

    t1 = time_synchronized()
    pred = model(img, augment=False)[0]
    pred = non_max_suppression(pred, opt.conf_thres, opt.iou_thres, classes=opt.classes,
                               agnostic=opt.agnostic_nms)
    t2 = time_synchronized()
    InferNms = round((t2 - t1), 2)

    return pred, InferNms

if __name__ == '__main__':
    # video_path = 0
    video_path = "UI_rec/test_/test.mp4"
    # 初始化视频流
    vs = cv2.VideoCapture(video_path)
    (W, H) = (None, None)
    frameIndex = 0  # 视频帧数

    try:
        prop = cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT
        total = int(vs.get(prop))
        # print("[INFO] 视频总帧数：{}".format(total))
    # 若读取失败，报错退出
    except:
        print("[INFO] could not determine # of frames in video")
        print("[INFO] no approx. completion time can be provided")
        total = -1

    fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
    ret, frame = vs.read()
    vw = frame.shape[1]
    vh = frame.shape[0]
    print("[INFO] 视频尺寸：{} * {}".format(vw, vh))
    output_video = cv2.VideoWriter("./results.avi", fourcc, 20.0, (vw, vh))  # 处理后的视频对象

    # 遍历视频帧进行检测
    while True:
        # 从视频文件中逐帧读取画面
        (grabbed, image) = vs.read()
        # 若grabbed为空，表示视频到达最后一帧，退出
        if not grabbed:
            print("[INFO] 运行结束...")
            output_video.release()
            vs.release()
            exit()
        # 获取画面长宽
        if W is None or H is None:
            (H, W) = image.shape[:2]
        image = cv2.resize(image, (850, 500))
        img0 = image.copy()
        img = letterbox(img0, new_shape=imgsz)[0]
        img = np.stack(img, 0)
        img = img[:, :, ::-1].transpose(2, 0, 1)  # BGR to RGB, to 3x416x416
        img = np.ascontiguousarray(img)

        pred, useTime = predict(img)

        det = pred[0]
        p, s, im0 = None, '', img0
        if det is not None and len(det):  # 如果有检测信息则进入
            det[:, :4] = scale_coords(img.shape[1:], det[:, :4], im0.shape).round()  # 把图像缩放至im0的尺寸
            number_i = 0  # 类别预编号
            detInfo = []
            for *xyxy, conf, cls in reversed(det):  # 遍历检测信息
                c1, c2 = (int(xyxy[0]), int(xyxy[1])), (int(xyxy[2]), int(xyxy[3]))
                # 将检测信息添加到字典中
                detInfo.append([names[int(cls)], [c1[0], c1[1], c2[0], c2[1]], '%.2f' % conf])
                number_i += 1  # 编号数+1

                label = '%s %.2f' % (names[int(cls)], conf)

                # 画出检测到的目标物
                plot_one_box(image, xyxy, label=label, color=colors[int(cls)])

        # 实时显示检测画面
        cv2.imshow('Stream', image)
        image = cv2.resize(image, (vw, vh))
        output_video.write(image)  # 保存标记后的视频
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break

        # print("FPS:{}".format(int(0.6/(end-start))))
        frameIndex += 1

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