于YOLOv5的口罩佩戴檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)與部署畢業(yè)設(shè)計(jì)論 文

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中文題目基于YOLOv5的口罩佩戴檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)與部署英文題目ImplementationandDeploymentofMaskWearingDetectionBasedonYOLOv5選題編號(hào)xgx230809013148系（部）專(zhuān)業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師完成時(shí)間本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）[26]。無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，口罩佩戴檢測(cè)技術(shù)都存在一些局限性和挑戰(zhàn)。例如，口罩的樣式和顏色多樣化，加之人臉姿態(tài)和表情的差異，都會(huì)對(duì)口罩佩戴檢測(cè)造成影響。另外，在一些特殊場(chǎng)景下，如夜間或光線較弱的環(huán)境下，口罩佩戴檢測(cè)的準(zhǔn)確率也會(huì)下降。因此，如何解決這些問(wèn)題，提高口罩佩戴檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確率和魯棒性，是當(dāng)前口罩佩戴檢測(cè)領(lǐng)域需要解決的重要問(wèn)題。在本文中，主要利用YOLOv5目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、高效的口罩佩戴檢測(cè)功能及其部署。1.3本文研究?jī)?nèi)容1.3.1論文結(jié)構(gòu)本文主要分為以下幾個(gè)部分：第一部分是緒論部分，首先描述了本文的研究背景及意義，說(shuō)明了疫情防控常態(tài)化大環(huán)境下的規(guī)范佩戴口罩檢測(cè)的必要性和研究?jī)r(jià)值；然后概述了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題；最后簡(jiǎn)單介紹了本文的研究工作和主要內(nèi)容。第二部分是該系統(tǒng)的系統(tǒng)分析部分，從理論上分析系統(tǒng)的需求、模塊等，分析項(xiàng)目的可行性。第三部分是該系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分，介紹系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。第四部分是該系統(tǒng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部分，介紹了開(kāi)發(fā)環(huán)境以及各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)。第五部分是系統(tǒng)的測(cè)試部分，介紹了測(cè)試計(jì)劃，測(cè)試了系統(tǒng)的各種模塊功能。第六部分是總結(jié)與展望。總結(jié)全文主要工作，分析不足之處并對(duì)后續(xù)研究進(jìn)行展望。1.3.2研究方法及手段1、文獻(xiàn)研究法文獻(xiàn)研究法通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料，對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行深入了解和分析，總結(jié)已有的口罩佩戴檢測(cè)算法及其優(yōu)缺點(diǎn)，為本研究提供基礎(chǔ)和參考。2、比較分析法比較分析法從不同角度探討了兩者之間的差異和聯(lián)系。通過(guò)對(duì)各類(lèi)目標(biāo)檢測(cè)算法的檢測(cè)速度和檢測(cè)精度進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)比不同環(huán)境下系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使檢測(cè)系統(tǒng)能更加好的展現(xiàn)在我們的眼前，使其更具實(shí)際意義。3、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法通過(guò)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)上的分享的經(jīng)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)所需要用到的軟件或者步驟，更簡(jiǎn)潔的完成項(xiàng)目的要求。

2系統(tǒng)分析2.1可行性分析2.1.1經(jīng)濟(jì)可行性分析系統(tǒng)主要采用了Pycharm、QtDesigner、NavicatPremium、VisualStudioCode、PyQt5、MySQL、YOLOv5、PyTorch、OpenCV等軟件與三方庫(kù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，其中大部分是已開(kāi)源和免費(fèi)。這些軟件具有較高的性能和成熟度，除了Pycharm與NavicatPremium外都沒(méi)有額外的授權(quán)費(fèi)用，從而降低了開(kāi)發(fā)成本。同時(shí)由于系統(tǒng)采用了模塊化和可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)，后期維護(hù)和升級(jí)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。通過(guò)部署該系統(tǒng)，可以提高公共場(chǎng)所的口罩佩戴率，降低疫情傳播風(fēng)險(xiǎn)，從而減少因疫情導(dǎo)致的醫(yī)療費(fèi)用和生產(chǎn)損失。這將為社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，使系統(tǒng)投入產(chǎn)出比達(dá)到一個(gè)合理水平。綜上所述，系統(tǒng)從經(jīng)濟(jì)上是可行的。2.1.2技術(shù)可行性分析此系統(tǒng)使用的Pytorch是成熟的深度學(xué)習(xí)框架，YOLOv5是一種基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)算法，已經(jīng)在目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)中取得了非常好的性能。同時(shí)，利用PyQt5這一成熟的跨平臺(tái)圖形用戶界面框架，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可視化界面以及各種功能，如用戶登錄、用戶注冊(cè)、用戶管理、口罩佩戴檢測(cè)、報(bào)警閾值調(diào)整等。另外，整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)實(shí)際需求方便地添加新功能，如智能分析等。這為系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)和功能拓展提供了便利。綜上所述，系統(tǒng)從技術(shù)上是可行的。2.1.3操作可行性分析系統(tǒng)采用直觀的圖形用戶界面設(shè)計(jì)，用戶可以輕松理解各項(xiàng)功能的用途。通過(guò)圖標(biāo)、按鈕等視覺(jué)元素，用戶可以快速進(jìn)行操作，無(wú)需繁瑣的學(xué)習(xí)過(guò)程。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了用戶注冊(cè)、登錄以及權(quán)限控制功能，保證了系統(tǒng)的安全性。通過(guò)提供按鈕或輸入框等交互元素，用戶可以根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景和需求調(diào)整報(bào)警閾值，這有助于提高系統(tǒng)報(bào)警功能的實(shí)用性。系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)口罩佩戴情況、準(zhǔn)確度等信息，方便用戶了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況和效果。綜上所述，系統(tǒng)從操作上是可行的。2.2需求分析2.2.1關(guān)鍵技術(shù)本口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)主要采用Python編程語(yǔ)言，使用Pycharm和VisualStudioCode作為集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE），利用PyQt5構(gòu)建用戶界面，YOLOv5作為基礎(chǔ)檢測(cè)模型，后臺(tái)使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)相關(guān)信息，NavicatPremium作為數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具。1、Python簡(jiǎn)介Python是一種通用、高級(jí)的編程語(yǔ)言，易于學(xué)習(xí)和使用，具有豐富的庫(kù)支持。Python廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。在本系統(tǒng)中，Python作為主要編程語(yǔ)言，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)各種功能模塊。2、Pycharm和VisualStudioCode簡(jiǎn)介Pycharm是一款針對(duì)Python的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供了代碼補(bǔ)全、代碼分析和調(diào)試等功能。VisualStudioCode是一款輕量級(jí)的代碼編輯器，支持多種編程語(yǔ)言，擁有豐富的插件庫(kù)。在本系統(tǒng)中，這兩款工具協(xié)同工作，提高開(kāi)發(fā)效率。3、PyQt5簡(jiǎn)介PyQt5是一個(gè)用于創(chuàng)建桌面應(yīng)用程序的跨平臺(tái)庫(kù)，基于Qt庫(kù)，使用Python編程語(yǔ)言。PyQt5提供了一套豐富的控件和功能，可以快速構(gòu)建出易于操作且具有良好用戶體驗(yàn)的界面。在本系統(tǒng)中，PyQt5用于構(gòu)建用戶界面，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的交互。4、YOLOv5簡(jiǎn)介YOLOv5是一款快速且精確的目標(biāo)檢測(cè)算法，適用于實(shí)時(shí)場(chǎng)景。它采用了一種端到端的訓(xùn)練方法，可以在單次前向傳播中完成目標(biāo)檢測(cè)。在本系統(tǒng)中，YOLOv5作為主要的目標(biāo)檢測(cè)模型，負(fù)責(zé)識(shí)別口罩佩戴情況，并實(shí)時(shí)給出檢測(cè)結(jié)果。5、MySQL簡(jiǎn)介MySQL是一款功能強(qiáng)大、易于使用的開(kāi)源關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用程序中。在本系統(tǒng)中，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)用于管理用戶信息和權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的增刪改查操作。6、NavicatPremium簡(jiǎn)介NavicatPremium是一個(gè)強(qiáng)大且易用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和開(kāi)發(fā)工具。它支持多種流行的數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型，包括MySQL、MongoDB、PostgreSQL、Oracle等數(shù)據(jù)庫(kù)。NavicatPremium的目的是簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)管理和提高生產(chǎn)效率，適用于數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)人員、管理員和其他數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)人員。7、PyTorch簡(jiǎn)介PyTorch是一個(gè)基于Python的科學(xué)計(jì)算包，提供了強(qiáng)大的張量和動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的支持，也支持GPU加速。提供了豐富的API，易于使用且靈活。在本系統(tǒng)中，PyTorch作為底層的深度學(xué)習(xí)框架，提供了YOLOv5模型的運(yùn)行環(huán)境。8、OpenCV簡(jiǎn)介OpenCV（OpenSourceComputerVisionLibrary）是一個(gè)開(kāi)源的計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)，包含了眾多的計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理和數(shù)字圖像處理的函數(shù)庫(kù)。OpenCV為用戶提供了一個(gè)完整的、穩(wěn)定的和具有高效性的計(jì)算機(jī)視覺(jué)框架。在本系統(tǒng)中，OpenCV主要用于讀取視頻流和圖片，為口罩檢測(cè)模塊提供輸入數(shù)據(jù)，同時(shí)也用于在檢測(cè)結(jié)果上繪制邊界框和文本。綜上所述，本口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)采用了Python編程語(yǔ)言，結(jié)合Pycharm和VisualStudioCode集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，利用PyQt5構(gòu)建用戶界面，PyTorch提供了YOLOv5模型的運(yùn)行環(huán)境，YOLOv5實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)功能，OpenCV展示檢測(cè)結(jié)果，并使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行用戶信息存儲(chǔ)。這些關(guān)鍵技術(shù)的結(jié)合使得系統(tǒng)具有高效、準(zhǔn)確的口罩佩戴檢測(cè)能力，滿足了實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的需求。2.2.2業(yè)務(wù)流程分析口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程如下：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，用戶進(jìn)入系統(tǒng)登錄頁(yè)面，可點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕進(jìn)入注冊(cè)賬號(hào)頁(yè)面，也可輸入賬號(hào)密碼后點(diǎn)擊登錄按鈕來(lái)登錄系統(tǒng)。用戶點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕進(jìn)入注冊(cè)頁(yè)面后，用戶可在注冊(cè)頁(yè)面輸入相關(guān)注冊(cè)信息（包括用戶名、密碼、重復(fù)密碼、姓名、電話）。提交注冊(cè)信息后，會(huì)進(jìn)行輸入信息的合法性檢測(cè)和用戶名的唯一性檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)后將信息進(jìn)行寫(xiě)入注冊(cè)，注冊(cè)成功后可點(diǎn)擊返回登錄按鈕退出注冊(cè)頁(yè)面來(lái)登錄賬號(hào)。在輸入賬號(hào)與密碼后點(diǎn)擊登錄按鈕進(jìn)入系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)該賬號(hào)是否為管理員賬號(hào)。若系統(tǒng)檢測(cè)到是普通用戶賬號(hào)，則在提示確定后進(jìn)入檢測(cè)頁(yè)面；若系統(tǒng)檢測(cè)到是管理員賬號(hào)，則提供選擇界面讓管理員選擇進(jìn)入檢測(cè)頁(yè)面還是用戶管理頁(yè)面。若管理員進(jìn)入用戶管理界面，則可在檢測(cè)頁(yè)面對(duì)普通用戶的信息進(jìn)行修改、查詢和刪除，也可以添加新的普通用戶。若進(jìn)入口罩佩戴檢測(cè)頁(yè)面，在進(jìn)行檢測(cè)前用戶可以調(diào)整報(bào)警閾值、切換模型、切換攝像頭，在檢測(cè)頁(yè)面選擇檢測(cè)內(nèi)容來(lái)源，包括圖片、視頻和攝像頭。選擇之后開(kāi)始口罩佩戴檢測(cè)，系統(tǒng)會(huì)將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)展示：包括檢測(cè)消耗的時(shí)間、檢測(cè)的結(jié)果、結(jié)果的置信度。若未戴口罩目標(biāo)的比例超過(guò)設(shè)定的報(bào)警閾值，則會(huì)播放報(bào)警音效。同時(shí)系統(tǒng)擁有報(bào)警延遲和報(bào)警間隔來(lái)防止頻繁報(bào)警。業(yè)務(wù)流程圖如圖2.1所示。圖2.1業(yè)務(wù)流程圖2.2.3功能需求分析在口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)中，需要進(jìn)行功能需求分析以明確系統(tǒng)所需包含的功能點(diǎn)。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和討論，并在查閱相關(guān)資料后，最終確定以下功能：用戶注冊(cè)、用戶登錄、用戶管理、報(bào)警閾值調(diào)整、模型切換、攝像頭切換、實(shí)時(shí)口罩檢測(cè)、檢測(cè)結(jié)果展示、模型性能統(tǒng)計(jì)、警報(bào)功能。以下對(duì)這些功能模塊進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析。1、用戶注冊(cè)、登錄：包括用戶注冊(cè)、用戶登錄功能，用戶在初始界面通過(guò)點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕進(jìn)入注冊(cè)頁(yè)面進(jìn)行進(jìn)行注冊(cè)，也可直接登錄系統(tǒng)，在登錄和注冊(cè)過(guò)程中會(huì)進(jìn)行用戶信息的唯一性與合法性檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)后執(zhí)行對(duì)于操作。用戶注冊(cè)、登錄用例圖如圖2.2所示。圖2.2用戶注冊(cè)、登錄用例圖2、用戶管理：用戶管理功能，用戶在初始界面通過(guò)使用管理員賬號(hào)登錄，通過(guò)合法性檢測(cè)后可進(jìn)入普通用戶管理頁(yè)面。在用戶管理頁(yè)面可進(jìn)行用戶信息查詢、信息修改、刪除用戶和新增用戶信息。在新增和修改用戶信息過(guò)程中會(huì)進(jìn)行用戶信息的唯一性與合法性檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)后執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。用戶管理用例圖如圖2.3所示。圖2.3用戶管理用例圖3、檢測(cè)參數(shù)設(shè)置：檢測(cè)參數(shù)設(shè)置功能允許用戶調(diào)整口罩檢測(cè)的報(bào)警閾值、選擇預(yù)訓(xùn)練模型、切換攝像頭等。通過(guò)使用好的模型，可以實(shí)現(xiàn)更高的檢測(cè)準(zhǔn)確性和召回率。檢測(cè)參數(shù)設(shè)置用例圖如圖2.4所示。圖2.4檢測(cè)參數(shù)設(shè)置用例圖4、實(shí)時(shí)口罩檢測(cè)：實(shí)時(shí)口罩檢測(cè)功能可以對(duì)視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，系統(tǒng)會(huì)標(biāo)注出檢測(cè)到的人臉區(qū)域以及是否佩戴口罩的判斷結(jié)果。實(shí)時(shí)口罩檢測(cè)用例圖如圖2.5所示。圖2.5實(shí)時(shí)口罩檢測(cè)用例圖5、模型性能統(tǒng)計(jì)：模型性能統(tǒng)計(jì)功能展示模型在當(dāng)前視頻或圖片上的準(zhǔn)確率、檢測(cè)用時(shí)。用戶可以根據(jù)這些信息，了解模型在實(shí)際場(chǎng)景中的性能表現(xiàn)。6、警報(bào)功能：報(bào)警功能允許系統(tǒng)在檢測(cè)到未佩戴口罩的人員比例超過(guò)設(shè)定的報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出語(yǔ)言警報(bào)以便及時(shí)通知相關(guān)負(fù)責(zé)人采取措施。2.2.4性能需求分析要求系統(tǒng)應(yīng)具備較快的響應(yīng)速度，以便用戶在檢測(cè)口罩佩戴情況時(shí)，可以即時(shí)獲得檢測(cè)結(jié)果。此外，系統(tǒng)在處理用戶請(qǐng)求時(shí)，如果進(jìn)行調(diào)整檢測(cè)閾值等操作時(shí)，也應(yīng)能夠迅速響應(yīng)并執(zhí)行。作為一個(gè)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)輸入的視頻流或攝像頭畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和識(shí)別是至關(guān)重要的。系統(tǒng)需保證在處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)的高效率和穩(wěn)定性，以滿足各種使用場(chǎng)景下的需求。系統(tǒng)應(yīng)具備一定的安全性，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和操作。這包括用戶登錄驗(yàn)證、權(quán)限管理等方面的安全措施。用戶界面設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，操作流程直觀易懂。這有助于用戶更高效、便捷地使用系統(tǒng)，降低操作難度和學(xué)習(xí)成本。系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可擴(kuò)展性，以便在未來(lái)根據(jù)需求變化進(jìn)行功能升級(jí)和優(yōu)化。這包括模塊化設(shè)計(jì)、靈活的配置選項(xiàng)等方面。綜上所述，口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)在性能需求方面應(yīng)具備較高的響應(yīng)速度、實(shí)時(shí)性、安全性、易用性和可擴(kuò)展性，以滿足用戶的需求。2.2.5數(shù)據(jù)需求分析1、數(shù)據(jù)集：用于訓(xùn)練和評(píng)估預(yù)測(cè)模型的數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集包含大量標(biāo)注好的人臉圖像，標(biāo)注信息包括口罩佩戴狀態(tài)（佩戴、未佩戴）。2、用戶信息：包括用戶名、密碼、姓名、用戶角色（管理員或普通用戶）、聯(lián)系方式等。這些信息將用于登錄驗(yàn)證和權(quán)限管理。3、報(bào)警閾值：未佩戴口罩報(bào)警閾值可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，以減少連續(xù)的報(bào)警。4、攝像頭信息：包括攝像頭的編號(hào)、名稱(chēng)和位置，用于獲取不同攝像頭捕獲的視頻。2.2.6接口需求分析1、用戶接口：系統(tǒng)需要提供用戶登錄、注冊(cè)等功能。用戶通過(guò)輸入用戶名和密碼進(jìn)行登錄驗(yàn)證，系統(tǒng)通過(guò)API接口進(jìn)行身份驗(yàn)證并返回相應(yīng)的用戶角色和權(quán)限信息。2、口罩佩戴檢測(cè)結(jié)果接口：系統(tǒng)需要提供實(shí)時(shí)監(jiān)控界面，展示實(shí)時(shí)的口罩檢測(cè)結(jié)果。通過(guò)API接口獲取檢測(cè)設(shè)備傳回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理和展示。3、參數(shù)調(diào)整接口：系統(tǒng)需要提供參數(shù)設(shè)置功能，允許用戶調(diào)整閾值設(shè)置。通過(guò)API接口與后端服務(wù)器進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)更新系統(tǒng)參數(shù)，以降低誤報(bào)率。綜上所述，在口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)的接口需求分析中，我們需要考慮用戶接口、口罩佩戴檢測(cè)結(jié)果接口以及參數(shù)調(diào)整接口等方面的接口需求，以確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行和滿足用戶需求。2.2.7將來(lái)可能提出的需求分析1、添加智能分析功能，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)口罩佩戴情況，輔助決策。2、集成人臉識(shí)別功能，以便在特定場(chǎng)景中識(shí)別特定人員是否佩戴口罩。3、增加體溫檢測(cè)、人流量統(tǒng)計(jì)等功能。4、設(shè)備兼容性的提升。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1架構(gòu)設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)主要包括用戶界面層、應(yīng)用邏輯層、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存層，其中界面層主要用于展示檢測(cè)結(jié)果、調(diào)整檢測(cè)相關(guān)參數(shù)，邏輯層主要實(shí)現(xiàn)調(diào)取數(shù)據(jù)、口罩檢測(cè)與用戶管理功能，數(shù)據(jù)層主要存儲(chǔ)用戶信息、攝像頭信息和模型信息。Windows10、Pytorch、PyQt5、MySQL8為此系統(tǒng)的底層支持環(huán)境。此論文涉及的系統(tǒng)的架構(gòu)圖如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)架構(gòu)圖3.2功能模塊設(shè)計(jì)根據(jù)前面的分析，此口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)主要包括用戶管理模塊、參數(shù)調(diào)整模塊、口罩佩戴檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)展示模塊、警報(bào)功能模塊。用戶管理模塊實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)、登錄和用戶信息管理功能；參數(shù)調(diào)整模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)警閾值調(diào)整、攝像頭切換和檢測(cè)模型切換功能；口罩佩戴檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)選擇圖片檢測(cè)、視頻檢測(cè)和攝像頭檢測(cè)；數(shù)據(jù)展示模塊實(shí)現(xiàn)檢測(cè)耗時(shí)、檢測(cè)精度和口罩佩戴檢測(cè)結(jié)果展示；警報(bào)功能模塊實(shí)現(xiàn)音頻報(bào)警提醒。本系統(tǒng)的功能模塊圖如圖3.2所示。圖3.2系統(tǒng)功能模塊圖3.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)3.3.1概念模型設(shè)計(jì)在口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，通過(guò)分析，給出系統(tǒng)E-R圖。為了更好地滿足海量信息的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，避免信息的丟失，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用MySQL8.0關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。充分利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的信息，具有較高的信息訪問(wèn)效率和信息安全性，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)功能的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)分析設(shè)計(jì)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)所需要得數(shù)據(jù)有用戶信息表、攝像頭信息表、報(bào)警記錄表和模型表。數(shù)據(jù)庫(kù)E-R圖如圖3.3所示。圖3.3系統(tǒng)E-R圖3.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)表的設(shè)計(jì)在口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)中，我們采用的數(shù)據(jù)庫(kù)為MySQL8.0，因?yàn)镸ySQL支持多種語(yǔ)言與操作系統(tǒng)，同時(shí)也支持多線程，對(duì)CPU資源的利用十分充分，而且它的SQL查詢算法，為系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)提供了巨大的便利，顯著地提升了查詢速度，還便于管理與檢查。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱(chēng)為mask，用以存儲(chǔ)在系統(tǒng)中所需要使用和處理的數(shù)據(jù)信息以及一些定義規(guī)則。根據(jù)以上的分析，下面將給出本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表。1、users表，即用戶的所有信息表，表里包括用戶ID、用戶名、密碼、姓名、角色等信息，在系統(tǒng)中可以通過(guò)該表實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的信息管理。表結(jié)構(gòu)如表3.1所示。表3.1用戶信息表users序號(hào)列名數(shù)據(jù)類(lèi)型長(zhǎng)度主鍵外鍵允許空默認(rèn)值說(shuō)明1usernamevarchar255是否否用戶名2passwordvarchar255否否否密碼3namevarchar255否否否姓名4phonevarchar11否否否用戶電話5rolevarchar255否否否user角色（user、admin）2、cameras表，即攝像頭信息表，表里包括攝像頭ID、攝像頭名稱(chēng)和攝像頭位置，在系統(tǒng)中可以通過(guò)該表實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)時(shí)攝像頭的切換功能。表結(jié)構(gòu)如表3.2所示。表3.2攝像頭信息表cameras序號(hào)列名數(shù)據(jù)類(lèi)型長(zhǎng)度主鍵外鍵允許空默認(rèn)值說(shuō)明1Camera_IDint18是否否攝像頭ID2Camera_Namevarchar255否否否攝像頭名稱(chēng)3Camera_Locationvarchar255否否否攝像頭位置3、models表，即模型表，表里包括模型ID、模型名稱(chēng)、模型地址和模型表現(xiàn)，在系統(tǒng)中可以通過(guò)該表實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)模型的切換功能。表結(jié)構(gòu)如表3.3所示。表3.3模型表models序號(hào)列名數(shù)據(jù)類(lèi)型長(zhǎng)度主鍵外鍵允許空默認(rèn)值說(shuō)明1Model_IDint18是否否模型ID2Model_Namevarchar255否否否模型名稱(chēng)3File_Pathvarchar255否否否模型地址4Performancedecimal(5,4)否否否模型表現(xiàn)4、alerts表，即警報(bào)記錄表，表里包括警報(bào)記錄ID、警報(bào)時(shí)間、警報(bào)時(shí)未戴口罩人數(shù)、總檢測(cè)人數(shù)和未帶口罩比例，在系統(tǒng)中該表實(shí)現(xiàn)對(duì)警報(bào)的記錄用于后續(xù)分析。表結(jié)構(gòu)如表3.4所示。表3.4警報(bào)記錄表alerts序號(hào)列名數(shù)據(jù)類(lèi)型長(zhǎng)度主鍵外鍵允許空默認(rèn)值說(shuō)明1alert_idint256是否否警報(bào)ID2alert_timetimestamp255否否否警報(bào)時(shí)間3no_mask_countint18否否否未戴口罩人數(shù)4total_countint18否否否檢測(cè)總?cè)藬?shù)5no_mask_ratiodecimal(5,4)否否否未戴口罩比例

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)4.1開(kāi)發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)使用的口罩佩戴檢測(cè)模型的訓(xùn)練環(huán)境的軟硬件配置如下表4.1所示。表4.1模型訓(xùn)練所需軟、硬件環(huán)境硬件環(huán)境軟件環(huán)境CPU：7vCPUIntel(R)Xeon(R)CPUE5-2680v4@2.40GHz操作系統(tǒng)：ubuntu18.04內(nèi)存：20GB以上Pytorch：1.9.0GPU：RTX3060(12GB)Python：3.8硬盤(pán)：70GBCuda：11.1本系統(tǒng)基于Python使用PyQt5編寫(xiě)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)將模型部署，數(shù)據(jù)庫(kù)選用MySQL開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于運(yùn)行環(huán)境要求不高，如表4.2所示。表4.2系統(tǒng)運(yùn)行所需軟、硬件環(huán)境硬件環(huán)境軟件環(huán)境內(nèi)存：8G及以上操作系統(tǒng)：Windows10以上版本處理器：Intel(R)Core(TM)i5-8250UPython版本：3.8IDE：Pycharm2021.2.1硬盤(pán)：50GB及以上PyQt5版本：5.15.4攝像頭：720P及以上數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL8.04.2功能模塊實(shí)現(xiàn)4.2.1用戶管理模塊1、用戶注冊(cè)：用戶在注冊(cè)頁(yè)面輸入必要的注冊(cè)信息，先對(duì)用戶輸入的信息進(jìn)行唯一性驗(yàn)證。通過(guò)驗(yàn)證后，再驗(yàn)證用戶信息的合法性，并將用戶信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。實(shí)現(xiàn)該功能的核心代碼如圖4.1所示。圖4.1用戶注冊(cè)部分代碼具體的實(shí)現(xiàn)效果圖如圖4.2所示。圖4.2用戶注冊(cè)功能實(shí)現(xiàn)圖2、用戶登錄：用戶在登錄頁(yè)面輸入用戶名和密碼。前端將登錄信息發(fā)送至后端進(jìn)行驗(yàn)證。后端驗(yàn)證用戶輸入的用戶名和密碼是否與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息匹配。如果匹配成功，則允許用戶登錄并返回相應(yīng)的登錄狀態(tài)和用戶信息。實(shí)現(xiàn)該功能的核心代碼如圖4.3所示。圖4.3用戶登錄部分代碼具體的實(shí)現(xiàn)效果圖如圖4.4所示。圖4.4用戶登錄功能實(shí)現(xiàn)圖3、用戶管理：管理員在登錄頁(yè)面輸入用戶名和密碼并登錄。如果系統(tǒng)檢測(cè)到此賬號(hào)為管理員賬戶，則給出進(jìn)入檢測(cè)頁(yè)面和管理頁(yè)面兩個(gè)選項(xiàng)。用戶選擇進(jìn)入管理模塊即可管理系統(tǒng)用戶信息。實(shí)現(xiàn)該功能的核心代碼如圖4.5所示。圖4.5用戶管理部分代碼具體的實(shí)現(xiàn)效果圖如圖4.5所示。圖4.6用戶管理功能實(shí)現(xiàn)圖4.2.2參數(shù)調(diào)整模塊1、報(bào)警閾值調(diào)整：用戶可通過(guò)下拉框選擇報(bào)警閾值達(dá)到個(gè)性化報(bào)警并防止頻繁報(bào)警。2、模型切換：用戶可選擇系統(tǒng)內(nèi)置的檢測(cè)模型進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)適應(yīng)不同性能的系統(tǒng)，同時(shí)用戶也可選擇自己的模型。3、攝像頭切換：用戶可通過(guò)攝像頭下拉框切換檢測(cè)所用的攝像頭。實(shí)現(xiàn)該模塊的核心代碼如圖4.7所示。圖4.7參數(shù)調(diào)整模塊部分代碼具體的實(shí)現(xiàn)效果圖如圖4.8所示。圖4.8參數(shù)調(diào)整模塊實(shí)現(xiàn)圖4.2.3口罩佩戴檢測(cè)模塊1、圖片檢測(cè)：用戶選擇圖片進(jìn)行口罩佩戴檢測(cè)。系統(tǒng)讀取用戶選擇的圖片，并使用訓(xùn)練好的模型進(jìn)行檢測(cè)。2、視頻檢測(cè)：用戶選擇視頻進(jìn)行口罩佩戴檢測(cè)。系統(tǒng)讀取用戶選擇的視頻，并逐幀使用訓(xùn)練好的模型進(jìn)行檢測(cè)。3、攝像頭檢測(cè)：用戶開(kāi)啟攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)口罩佩戴檢測(cè)。系統(tǒng)捕獲攝像頭的視頻流，并逐幀使用訓(xùn)練好的模型進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)該模塊的核心代碼如圖4.9所示。圖4.9口罩佩戴檢測(cè)模塊部分代碼具體的實(shí)現(xiàn)效果圖如圖4.10所示。圖4.10口罩佩戴檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)圖4.2.4數(shù)據(jù)展示模塊1、處理時(shí)間展示：系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算并展示口罩佩戴檢測(cè)的處理時(shí)間。2、準(zhǔn)確率（置信度）展示：系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果計(jì)算并展示準(zhǔn)確率或置信度。3、口罩佩戴結(jié)果展示：系統(tǒng)實(shí)時(shí)展示口罩佩戴檢測(cè)的結(jié)果，包括佩戴和未佩戴狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)該模塊的核心代碼如圖4.11所示。圖4.11數(shù)據(jù)展示模塊部分代碼具體的實(shí)現(xiàn)效果圖如圖4.12所示。圖4.12數(shù)據(jù)展示模塊實(shí)現(xiàn)圖4.2.5警報(bào)功能模塊警報(bào)信息提醒：當(dāng)檢測(cè)到未佩戴口罩的人數(shù)比例超過(guò)預(yù)設(shè)的報(bào)警閾值，系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)出音頻警報(bào)提醒，提醒用戶關(guān)注未佩戴口罩的情況。實(shí)現(xiàn)該模塊的核心代碼如圖4.13所示。圖4.13警報(bào)功能模塊部分代碼報(bào)警功能模塊是一個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)預(yù)設(shè)條件執(zhí)行的功能，不需要提供界面讓用戶進(jìn)行操作，所以沒(méi)有GUI實(shí)現(xiàn)圖。

5系統(tǒng)測(cè)試5.1測(cè)試計(jì)劃5.1.1測(cè)試范圍與主要內(nèi)容測(cè)試的目的是確?？谡峙宕鳈z測(cè)系統(tǒng)滿足需求分析中所提出的各項(xiàng)功能需求和性能需求，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本次測(cè)試將覆蓋口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)的全部功能模塊，主要包括：1、用戶管理模塊用戶注冊(cè)：測(cè)試用戶能否成功注冊(cè)，包括輸入驗(yàn)證、錯(cuò)誤提示和注冊(cè)成功的確認(rèn)。用戶登錄：測(cè)試用戶能否成功登錄，包括輸入驗(yàn)證、錯(cuò)誤提示和登錄成功的確認(rèn)。用戶信息管理：測(cè)試管理員能否成功管理普通用戶信息，包括輸入驗(yàn)證、錯(cuò)誤提示和修改成功的確認(rèn)。2、口罩佩戴檢測(cè)模塊圖片檢測(cè)：測(cè)試用戶能否成功選擇圖片進(jìn)行檢測(cè)，包括文件選擇和文件格式驗(yàn)證。視頻檢測(cè)：測(cè)試用戶能否成功選擇視頻進(jìn)行檢測(cè)，包括文件選擇和文件格式驗(yàn)證。攝像頭檢測(cè)：測(cè)試用戶能否成功開(kāi)啟攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，包括攝像頭啟動(dòng)和關(guān)閉功能。3、數(shù)據(jù)展示模塊處理時(shí)間展示：測(cè)試處理速度是否實(shí)時(shí)更新并正確顯示。準(zhǔn)確率（置信度）展示：測(cè)試準(zhǔn)確率（置信度）是否實(shí)時(shí)更新并正確顯示。口罩佩戴結(jié)果展示：測(cè)試口罩佩戴結(jié)果是否準(zhǔn)確展示，包括佩戴和未佩戴的標(biāo)識(shí)。4、警報(bào)功能模塊警報(bào)信息提醒：測(cè)試警報(bào)語(yǔ)音是否在適當(dāng)情況下觸發(fā)并正確顯示。5、參數(shù)調(diào)整模塊修改報(bào)警閾值：測(cè)試是否能成功修改報(bào)警閾值并對(duì)報(bào)警功能生效。攝像頭切換：測(cè)試是否能正確切換攝像頭并用于檢測(cè)。檢測(cè)模型切換：測(cè)試是否能切換模型并用于口罩檢測(cè)。5.1.2測(cè)試方法在對(duì)口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試時(shí)，此處采用黑盒測(cè)試方法。黑盒測(cè)試主要關(guān)注輸入、輸出和系統(tǒng)行為，而不關(guān)心內(nèi)部實(shí)現(xiàn)和代碼邏輯。這種測(cè)試方法適用于驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否符合預(yù)期需求。在黑盒測(cè)試中，我們將采用以下測(cè)試技術(shù)：1、邊界值分析測(cè)試輸入數(shù)據(jù)在邊界條件下的系統(tǒng)行為。例如，在測(cè)試檢測(cè)參數(shù)調(diào)整模塊時(shí)，可以嘗試設(shè)置報(bào)警閾值為最大值、最小值和中間值，查看系統(tǒng)是否能正確處理這些情況。2、等價(jià)類(lèi)劃分將輸入數(shù)據(jù)分為若干等價(jià)類(lèi)，從每個(gè)等價(jià)類(lèi)中選取代表性數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試口罩佩戴檢測(cè)模塊時(shí)，可以將輸入圖片分為有口罩、無(wú)口罩等等價(jià)類(lèi)。3、錯(cuò)誤推測(cè)法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)系統(tǒng)的了解，主動(dòng)猜測(cè)可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況并進(jìn)行測(cè)試。例如，在測(cè)試用戶管理模塊時(shí)，可以嘗試使用不合法的用戶名和密碼，以驗(yàn)證系統(tǒng)是否能正確拒絕這些請(qǐng)求。4、決策表法對(duì)于具有多個(gè)條件和結(jié)果的功能，使用決策表列出所有可能的輸入組合和相應(yīng)的輸出結(jié)果，然后對(duì)照決策表進(jìn)行測(cè)試。例如，在測(cè)試報(bào)警功能模塊時(shí)，可以根據(jù)口罩佩戴檢測(cè)結(jié)果和報(bào)警閾值設(shè)定不同的情況，驗(yàn)證系統(tǒng)是否能正確觸發(fā)短信通知。5.1.3測(cè)試環(huán)境此系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境主要是基于Windows10系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的硬件環(huán)境的要求較低，但需要配備720P及以上分辨率的攝像頭來(lái)獲取人像。具體的測(cè)試環(huán)境如表5.1所示。表5.1測(cè)試環(huán)境客戶端軟、硬件配置備注硬件軟件口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)CPU：Inteli5-8250U操作系統(tǒng)：Windows10內(nèi)存：8GPython3.8硬盤(pán)：200GIDE：Pycharm2021.2.1攝像頭：720P數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL8.0口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)CPU：Inteli5-9600操作系統(tǒng)：Windows11內(nèi)存：16GPython3.8硬盤(pán)：500GIDE：Pycharm2021.2.1攝像頭：1080P數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL8.05.2功能測(cè)試本次功能測(cè)試主要測(cè)試系統(tǒng)中用戶管理模塊的登錄、注冊(cè)和用戶管理功能；口罩佩戴檢測(cè)模塊中的圖片檢測(cè)、視頻檢測(cè)和攝像頭檢測(cè)；數(shù)據(jù)展示模塊中的處理時(shí)間展示、測(cè)試準(zhǔn)確率（置信度）展示和口罩佩戴結(jié)果展示功能；參數(shù)調(diào)整模塊的報(bào)警閾值修改、攝像頭切換和檢測(cè)模型切換功能；報(bào)警功能模塊中的語(yǔ)言報(bào)警功能。功能測(cè)試用例表如表5.2所示。表5.2功能測(cè)試用例表編號(hào)測(cè)試項(xiàng)描述/輸入/操作期望結(jié)果實(shí)際結(jié)果測(cè)試結(jié)果1用戶管理模塊用戶注冊(cè)能否輸入要求的注冊(cè)信息顯示注冊(cè)情況提示賬戶信息是否合法正常顯示注冊(cè)信息顯示注冊(cè)成功或者已注冊(cè)非法的給予處理和錯(cuò)誤提示正常顯示注冊(cè)信息顯示注冊(cè)成功或者已注冊(cè)非法的給予處理和錯(cuò)誤提示通過(guò)2用戶登錄能否輸入要求的登錄信息輸入賬號(hào)與密碼并登錄正常顯示登錄信息錯(cuò)誤的用戶名和密碼被拒絕，正確的用戶信息則進(jìn)入系統(tǒng)正常顯示登錄信息錯(cuò)誤的用戶名和密碼被拒絕，正確的用戶信息則進(jìn)入系統(tǒng)通過(guò)3用戶信息管理能否根據(jù)用戶單項(xiàng)信息查詢用戶信息能否添加用戶信息能否通過(guò)用戶名查詢并修改用戶信息能否通過(guò)用戶名查詢并刪除用戶信息可以根據(jù)用戶單項(xiàng)信息查詢用戶信息可以添加用戶信息可以通過(guò)用戶名查詢并修改用戶信息可以通過(guò)用戶名查詢并刪除用戶信息可以根據(jù)用戶單項(xiàng)信息查詢用戶信息可以添加用戶信息可以通過(guò)用戶名查詢并修改用戶信息可以通過(guò)用戶名查詢并刪除用戶信息通過(guò)4口罩佩戴檢測(cè)模塊圖片檢測(cè)打開(kāi)系統(tǒng)文件目錄并選擇待檢測(cè)圖片用戶能從系統(tǒng)中選擇圖片檢測(cè)系統(tǒng)正確檢測(cè)口罩佩戴情況用戶能從系統(tǒng)中選擇圖片檢測(cè)系統(tǒng)正確檢測(cè)口罩佩戴情況通過(guò)續(xù)表5.2功能測(cè)試用例表編號(hào)測(cè)試項(xiàng)描述/輸入/操作期望結(jié)果實(shí)際結(jié)果測(cè)試結(jié)果5口罩佩戴檢測(cè)模塊視頻檢測(cè)打開(kāi)系統(tǒng)文件目錄并選擇待檢測(cè)視頻用戶能從系統(tǒng)中選擇視頻檢測(cè)系統(tǒng)正確檢測(cè)口罩佩戴情況用戶能從系統(tǒng)中選擇視頻檢測(cè)系統(tǒng)正確檢測(cè)口罩佩戴情況通過(guò)6攝像頭檢測(cè)點(diǎn)擊打開(kāi)攝像頭按鈕攝像頭正常打開(kāi)，無(wú)法打開(kāi)時(shí)顯示警告系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)攝像頭捕捉到的畫(huà)面并檢測(cè)口罩佩戴情況攝像頭正常打開(kāi)，無(wú)法打開(kāi)時(shí)顯示警告系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)攝像頭捕捉到的畫(huà)面并檢測(cè)口罩佩戴情況通過(guò)7參數(shù)調(diào)整模塊修改報(bào)警閾值通過(guò)下拉框調(diào)整報(bào)警閾值可以打開(kāi)下拉框并選擇新的閾值選擇新的閾值后實(shí)時(shí)生效可以打開(kāi)下拉框并選擇新的閾值選擇新的閾值后實(shí)時(shí)生效通過(guò)8攝像頭切換通過(guò)下拉框切換攝像頭可以打開(kāi)下拉框并切換攝像頭切換后攝像頭正常打開(kāi)可以打開(kāi)下拉框并切換攝像頭切換后攝像頭正常打開(kāi)通過(guò)9檢測(cè)模型切換通過(guò)下拉框選擇內(nèi)置模型可以打開(kāi)下拉框并切換檢測(cè)模型選擇新的模型后實(shí)時(shí)生效可以打開(kāi)下拉框并切換檢測(cè)模型選擇新的模型后實(shí)時(shí)生效通過(guò)10數(shù)據(jù)展示模塊檢測(cè)耗時(shí)展示是否正確顯示檢測(cè)消耗的時(shí)間正確顯示正確顯示通過(guò)11結(jié)果置信度展示是否正確顯示置信度正確顯示正確顯示通過(guò)12口罩佩戴結(jié)果展示是否能正確顯示檢測(cè)結(jié)果正確顯示正確顯示通過(guò)13警報(bào)功能模塊警報(bào)語(yǔ)音提醒當(dāng)檢測(cè)到未帶口罩人數(shù)超過(guò)閾值時(shí)播放警報(bào)語(yǔ)音正常播放正常播放通過(guò)5.3兼容性測(cè)試在大多數(shù)生產(chǎn)環(huán)境中，客戶機(jī)工作站、網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的具體硬件規(guī)格會(huì)有所不同。客戶機(jī)工作站可能會(huì)安裝不同的應(yīng)用程序、驅(qū)動(dòng)程序等，而且在任何時(shí)候，都可能運(yùn)行許多不同的軟件組合，從而占用不同的資源。為了確保系統(tǒng)在不同的硬件、操作系統(tǒng)能夠正常工作，進(jìn)行兼容性測(cè)試。如表5.3所示。表5.3兼容性測(cè)試用例表配置說(shuō)明操作系統(tǒng)外設(shè)運(yùn)行軟件結(jié)果客戶端Windows10720P攝像頭Pycharm正常Windows111080P攝像頭Pycharm正常macOS1080P攝像頭Pycharm正常5.4測(cè)試結(jié)論本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)功能測(cè)試和兼容性測(cè)試后，各個(gè)模塊的功能正常運(yùn)行，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)期結(jié)果，測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題并對(duì)問(wèn)題及時(shí)做出修改，軟件運(yùn)行更加可靠、穩(wěn)定。最終得到了符合要求的高效率的口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)。

6總結(jié)與展望6.1總結(jié)本文的背景是新冠疫情的擴(kuò)散嚴(yán)重危害人民健康，故以疫情背景下檢測(cè)口罩佩戴情況為主題。本研究實(shí)現(xiàn)了基于YOLOv5的口罩佩戴檢測(cè)并通過(guò)基于PyQt5的用戶界面將其部署，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確、方便的口罩佩戴檢測(cè)。在此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，我獲得了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。首先在設(shè)計(jì)階段，本人意識(shí)到了設(shè)計(jì)比實(shí)現(xiàn)更重要，通過(guò)查看相關(guān)學(xué)術(shù)論文以及教學(xué)視頻來(lái)增加系統(tǒng)功能的可能性。同時(shí)也考慮到功能實(shí)現(xiàn)的可能性以及系統(tǒng)的安全性、易用性和可擴(kuò)展性。其次在實(shí)現(xiàn)階段，本人也遇到了很多問(wèn)題、收獲了許多經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了使用數(shù)據(jù)標(biāo)注軟件來(lái)標(biāo)注數(shù)據(jù)為模型訓(xùn)練做準(zhǔn)備；在模型訓(xùn)練過(guò)程中，訓(xùn)練的模型性能不佳時(shí)閱讀了相關(guān)文獻(xiàn)和資料，學(xué)習(xí)了一些優(yōu)化的方法，試圖提高了模型的性能；在編寫(xiě)系統(tǒng)界面時(shí)學(xué)會(huì)了基于PYQt5編寫(xiě)用戶界面以及布局管理。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)流程中，本人主要學(xué)習(xí)了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、YOLOv5、PyQt5等算法和技術(shù)。除此之外，也更加理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，包括架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能模塊設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)時(shí)，要進(jìn)行單元測(cè)試以確保每個(gè)功能的按預(yù)期正常實(shí)現(xiàn)。這些知識(shí)和技能讓自己在未來(lái)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中更加快速和完善。6.2展望本文實(shí)現(xiàn)了基于YOLOv5的口罩佩戴檢測(cè)功能及其部署?？梢砸暂^高的精確度和較快的速度進(jìn)行口罩佩戴檢測(cè)。但是由于對(duì)場(chǎng)景差異泛化性不足，文章還有一些可以完善的地方。以及研究時(shí)間和自身技術(shù)水平的限制等主觀原因，此系統(tǒng)仍然存在一些需要改進(jìn)和發(fā)展的方面：1、本文的數(shù)據(jù)集規(guī)模相對(duì)來(lái)說(shuō)仍然比較小，除了模型本身質(zhì)量，檢測(cè)效果很大程度上也會(huì)受到數(shù)據(jù)集質(zhì)量的影響。后續(xù)可以將擴(kuò)大數(shù)據(jù)集大小和識(shí)別場(chǎng)景，為更高性能檢測(cè)模型的研究提高更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支持。2、本文實(shí)現(xiàn)了口罩佩戴檢測(cè)，可以替代人工檢查加強(qiáng)公共場(chǎng)所疫情防控。但為了進(jìn)一步擴(kuò)展和發(fā)揮檢測(cè)功能的意義，后續(xù)可以基于此口罩佩戴檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)佩戴口罩情況下的人臉識(shí)別功能，進(jìn)一步避免摘下口罩進(jìn)行人臉識(shí)別造成感染。同時(shí)也可以針對(duì)距離進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)紅外傳感器確定檢測(cè)人員的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)人人間距之間的控制。3、本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)雖然能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，但并不能同時(shí)對(duì)多個(gè)實(shí)時(shí)視頻流進(jìn)行檢測(cè)，后續(xù)可以開(kāi)發(fā)多攝像頭并發(fā)，將多個(gè)檢測(cè)結(jié)果在一個(gè)頁(yè)面顯示。4、本文沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，后續(xù)可加入數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)某地戴口罩情況的分析和預(yù)測(cè)。

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