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基于 YOLOv8 的田间杂草检测识别项目|完整源码数据集 +PyQt5 界面 + 完整训练流程 + 开箱即用!

作者:申公豹
  • 2025-07-15
    陕西
  • 本文字数:2677 字

    阅读完需:约 9 分钟

项目包含:完整 YOLOv8 训练代码+数据集(带标注)+权重文件+直接可允许检测的 yolo 检测程序+直接部署教程/训练教程


源码在文末演示视频内简介处获取。

基本功能演示

  • 支持单张图片/ 文件夹批量图片/ 视频 / USB 摄像头实时流 检测;

  • 检测类别:田间杂草种类识别,已支持多种常见杂草类别;

  • 模型基础:YOLOv8n / YOLOv8s / YOLOv8m 可选;

  • 界面展示:PyQt5 图形界面交互友好,可视化检测结果与置信度;

  • 部署方式:Windows 一键运行可执行程序 + 脚本启动

  • 提供完整训练流程,支持自定义数据训练迁移学习


✅ 检测效果如下图所示(配图建议展示图片、视频、摄像头界面等多样场景):

项目摘要

本项目集成了 YOLOv8 系列模型(可选 n/s/m)PyQt5 图形化界面工具,旨在为农业场景中的田间杂草检测任务提供一套完整解决方案。项目涵盖了从数据采集、标注、训练、评估到界面化部署的完整流程。


项目亮点包括:


  • 📁 开箱即用的源码结构与数据集

  • 🖼️ 图像、视频与摄像头的多输入支持

  • 🧠 使用 Ultralytics YOLOv8 进行快速推理

  • 🧰 训练脚本/配置完整,支持自定义训练

  • 💻 集成 PyQt5 图形界面,支持跨平台运行

  • 🔍 适用于智慧农业、精准除草、植保辅助等场景

前言

随着现代农业智能化发展,对于农田中杂草的自动识别与检测需求日益增长。传统人工巡检方式效率低、成本高,而基于深度学习的图像识别技术,尤其是 YOLO 系列算法的出现,为农业场景下的实时目标检测提供了极大便利。

一、软件核心功能介绍及效果演示

本项目选用 Ultralytics 官方发布的 YOLOv8 作为核心模型,结合 PyQt5 打造桌面端可视化界面,提供了从训练到部署的完整链路,非常适合:


  • 农业智能化相关科研/毕设项目;

  • AI 应用落地初学者学习;

  • 有杂草识别需求的企业或个人用户。


二、软件效果演示

为了直观展示本系统基于 YOLOv8 模型的检测能力,我们设计了多种操作场景,涵盖静态图片、批量图片、视频以及实时摄像头流的检测演示。

(1)单图片检测演示

用户点击“选择图片”,即可加载本地图像并执行检测:




(2)多文件夹图片检测演示

用户可选择包含多张图像的文件夹,系统会批量检测并生成结果图。




(3)视频检测演示

支持上传视频文件,系统会逐帧处理并生成目标检测结果,可选保存输出视频:




(4)摄像头检测演示

实时检测是系统中的核心应用之一,系统可直接调用摄像头进行检测。由于原理和视频检测相同,就不重复演示了。




(5)保存图片与视频检测结果

用户可通过按钮勾选是否保存检测结果,所有检测图像自动加框标注并保存至指定文件夹,支持后续数据分析与复审。


三、模型的训练、评估与推理

YOLOv8 是 Ultralytics 公司发布的新一代目标检测模型,采用更轻量的架构、更先进的损失函数(如 CIoU、TaskAlignedAssigner)与 Anchor-Free 策略,在 COCO 等数据集上表现优异。其核心优势如下:


  • 高速推理,适合实时检测任务

  • 支持 Anchor-Free 检测

  • 支持可扩展的 Backbone 和 Neck 结构

  • 原生支持 ONNX 导出与部署

3.1 YOLOv8 的基本原理

YOLOv8 是 Ultralytics 发布的新一代实时目标检测模型,具备如下优势:


  • 速度快:推理速度提升明显;

  • 准确率高:支持 Anchor-Free 架构;

  • 支持分类/检测/分割/姿态多任务

  • 本项目使用 YOLOv8 的 Detection 分支,训练时每类表情均标注为独立目标。


YOLOv8 由 Ultralytics 于 2023 年 1 月 10 日发布,在准确性和速度方面具有尖端性能。在以往 YOLO 版本的基础上,YOLOv8 引入了新的功能和优化,使其成为广泛应用中各种物体检测任务的理想选择。



YOLOv8 原理图如下:


3.2 数据集准备与训练

采用 YOLO 格式的数据集结构如下:


dataset/├── images/│   ├── train/│   └── val/├── labels/│   ├── train/│   └── val/
复制代码


每张图像有对应的 .txt 文件,内容格式为:


4 0.5096721233576642 0.352838390077821 0.3947600423357664 0.31825755058365757
复制代码


分类包括(可自定义):


3.3. 训练结果评估

训练完成后,将在 runs/detect/train 目录生成结果文件,包括:


  • results.png:损失曲线和 mAP 曲线;

  • weights/best.pt:最佳模型权重;

  • confusion_matrix.png:混淆矩阵分析图。


若 mAP@0.5 达到 90% 以上,即可用于部署。


在深度学习领域,我们通常通过观察损失函数下降的曲线来评估模型的训练状态。YOLOv8 训练过程中,主要包含三种损失:定位损失(box_loss)、分类损失(cls_loss)和动态特征损失(dfl_loss)。训练完成后,相关的训练记录和结果文件会保存在 runs/目录下,具体内容如下:


3.4 检测结果识别

使用 PyTorch 推理接口加载模型:


import cv2from ultralytics import YOLOimport torchfrom torch.serialization import safe_globalsfrom ultralytics.nn.tasks import DetectionModel
# 加入可信模型结构safe_globals().add(DetectionModel)
# 加载模型并推理model = YOLO('runs/detect/train/weights/best.pt')results = model('test.jpg', save=True, conf=0.25)
# 获取保存后的图像路径# 默认保存到 runs/detect/predict/ 目录save_path = results[0].save_dir / results[0].path.name
# 使用 OpenCV 加载并显示图像img = cv2.imread(str(save_path))cv2.imshow('Detection Result', img)cv2.waitKey(0)cv2.destroyAllWindows()
复制代码


预测结果包含类别、置信度、边框坐标等信息。


四.YOLOV8+YOLOUI 完整源码打包

本文涉及到的完整全部程序文件:包括 python 源码、数据集、训练代码、UI 文件、测试图片视频等(见下图),获取方式见【4.2 完整源码下载】:

4.1 项目开箱即用

作者已将整个工程打包。包含已训练完成的权重,读者可不用自行训练直接运行检测。


运行项目只需输入下面命令。


python main.py
复制代码


读者也可自行配置训练集,或使用打包好的数据集直接训练。


自行训练项目只需输入下面命令。


yolo detect train data=datasets/expression/loopy.yaml model=yolov8n.yaml pretrained=yolov8n.pt epochs=100 batch=16 lr0=0.001
复制代码

4.2 完整源码下载

项目源码在实录视频下方获取:

https://www.bilibili.com/video/BV13iunzQEhk



包含:


📦完整项目源码

📦 预训练模型权重

🗂️ 数据集地址(含标注脚本)

总结

本项目通过集成 YOLOv8 目标检测模型PyQt5 图形化界面系统,实现了对田间杂草的高效识别与可视化检测,具备良好的实时性与实用性。无论是科研教学、农业智能化试点,还是毕业设计与工程应用,均具有良好参考价值。


项目提供了从 数据准备 → 模型训练 → 推理部署 → UI 可视化交互完整闭环方案,且附带源码、数据集、训练脚本、PyQt 界面及使用说明,真正做到了:


💡 开箱即用🧪 支持自定义扩展🛠 适合快速部署与二次开发


无论你是 AI 初学者,还是农业应用开发者,或是希望快速构建可用目标检测系统的技术人员,本项目都能助你一臂之力。

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🏆2022年InfoQ写作平台-签约作者 🏆 2023-06-05 加入

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