基于YOLOv8的学生课堂行为识别项目｜完整源码数据集+PyQt5界面+完整训练流程+开箱即用！

基于YOLOv8的学生课堂行为识别项目｜完整源码数据集+PyQt5界面+完整训练流程+开箱即用！

源码包含：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

可实现实时监测学生的举手、看书、写作业等行为，助力智慧教室场景落地。

基本功能演示

哔哩哔哩：https://www.bilibili.com/video/BV1m7KJzNEQ2

视频下方简介处贴有项目源码。

项目摘要

本项目集成了 YOLOv8 行为检测模型 与 PyQt5 图形界面工具，实现了包括图片、文件夹、视频与摄像头等多种输入方式的学生行为识别系统。支持识别如：举手、看书、写作业、趴桌、玩手机等行为，广泛适用于智能教室、在线课堂监管、教学分析等场景，源码打包在文末。

• 教育场景中学生行为分析的需求
• 常见行为分类（如举手、打瞌睡、听讲、看书、玩手机等）
• AI赋能智慧校园的趋势
• 传统方法 VS 深度学习检测的对比优势

@toc

前言

一、软件核心功能介绍及效果演示

在教育领域，课堂行为分析对学生学习状态的理解与干预至关重要。传统人工监管费时费力，而基于深度学习的目标检测方法，特别是YOLOv8，已经在多个实时场景中展现了卓越性能。本项目旨在提供一个简单、可扩展的学生行为检测系统，帮助教育工作者高效掌握学生课堂动态。

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：

image-20250625145820900

（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。

image-20250625145845771

（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：

image-20250625145938482

（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。

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（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。

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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。

image-20250526165954475

YOLOv8原理图如下：

image-20250526170118103

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/

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

分类包括（可自定义）

在这里插入图片描述

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：

image-20250625150050445

3.4检测结果识别

使用 PyTorch 推理接口加载模型：

import cv2
from ultralytics import YOLO
import torch
from torch.serialization import safe_globals
from 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()

预测结果包含类别、置信度、边框坐标等信息。

result_0002019

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

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

4.2 完整源码下载

💾 Gitee项目地址：https://gitee.com/goodnsxxc/yolo-main

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

本文详细介绍了基于YOLOv8模型的学生课堂行为识别系统的设计与实现，涵盖了完整的数据集构建、模型训练流程、PyQt5图形界面开发及多场景检测演示。通过深度学习技术，项目能够实现对学生举手、看书、写作业等多种行为的实时准确识别，极大地提升了课堂管理的智能化水平。

该系统不仅具备较高的检测精度和实时性，还支持多种输入形式（图片、视频、摄像头），并配备友好的图形界面，方便非专业用户快速部署和使用。配套的源码和训练教程让开发者可以轻松复现和二次开发，满足不同教学场景的定制需求。

未来，项目可结合人体姿态估计、多摄像头联动及行为统计分析等技术，进一步提升系统的智能化和实用性，为智慧校园建设贡献更强大的技术支撑。