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禁止吸烟监测系统 基于图像处理的吸烟检测系统 YOLOv7

吸烟是引发火灾的重要原因之一。烟头在未熄灭的情况下,其表面温度可达200℃-300℃,中心温度甚至能高达700℃-800℃。在易燃、易爆的生产环境中,如化工厂、加油站、仓库等,一个小小的烟头就可能引发灾难性的火灾,造成巨大的财产损失和人员伤亡。

在一些特定的工业场所,存在着易燃易爆的气体、粉尘等物质。吸烟产生的火星或明火有可能与这些物质接触,从而引发爆炸。例如,在煤矿井下,瓦斯气体浓度达到一定程度时,吸烟的火花足以引发剧烈爆炸,严重威胁矿工的生命安全。

AI边缘计算吸烟监测算法

(一)图像特征提取

AI边缘计算吸烟监测算法首先通过摄像头采集图像信息,然后利用先进的图像处理技术对图像进行特征提取。这些特征包括但不限于香烟的形状、颜色、烟雾的形态等。例如,通过对香烟独特的细长形状和特定的颜色分布进行识别,算法可以初步判断图像中是否可能存在香烟物体。

(二)深度学习模型训练

为了提高检测的准确性和可靠性,算法采用深度学习模型进行训练。利用大量的标注图像数据,包括吸烟场景和非吸烟场景的图像,让模型学习不同场景下的特征模式。经过反复训练和优化,模型能够逐渐准确地识别出吸烟行为的特征,从而实现对吸烟行为的精准检测。

(三)实时监测与分析

在实际应用中,AI边缘计算技术使得监测算法能够在边缘设备上实时运行。边缘设备靠近数据源(摄像头),可以快速处理图像数据,减少数据传输延迟。算法对实时采集的图像进行分析,一旦检测到符合吸烟特征的图像模式,立即发出警报信号,实现对吸烟行为的及时发现和制止。

(四)算法优化与自适应

随着时间的推移和环境的变化,吸烟行为的表现形式可能会有所不同。为了确保监测系统的长期有效性,算法具备自我优化和自适应的能力。通过不断学习新的图像数据和场景变化,调整模型参数,提高对各种复杂环境下吸烟行为的检测准确率,适应不同的安全生产场景需求。

以下是使用 YOLOv7 进行智能识别吸烟的示例代码:

import torch
import cv2
import numpy as np# 加载 YOLOv7 模型
model = torch.hub.load('WongKinYiu/yolov7', 'custom', path='your_trained_yolov7_model.pt')# 定义类别名称,假设 0 代表吸烟相关类别
class_names = ['non-smoking', 'smoking']# 打开摄像头或视频文件
cap = cv2.VideoCapture(0)  # 0 表示默认摄像头,可改为视频文件路径while True:ret, frame = cap.read()if not ret:break# 进行目标检测results = model(frame)# 解析检测结果detections = results.pandas().xyxy[0]for index, row in detections.iterrows():x_min, y_min, x_max, y_max = int(row['xmin']), int(row['ymin']), int(row['xmax']), int(row['ymax'])conf = row['confidence']class_id = int(row['class'])class_name = class_names[class_id]# 如果检测到吸烟行为,绘制边界框和标签if class_name == 'smoking':cv2.rectangle(frame, (x_min, y_min), (x_max, y_max), (0, 255, 0), 2)cv2.putText(frame, f'{class_name}: {conf:.2f}', (x_min, y_min - 10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 255, 0), 2)# 显示结果cv2.imshow('Smoking Detection', frame)if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):breakcap.release()
cv2.destroyAllWindows()

ai盒子搭配摄像头实现吸烟监测的原理

(一)摄像头采集图像数据

摄像头作为整个监测系统的“眼睛”,负责实时采集监控区域的图像信息。其安装位置和角度经过精心设计,以确保能够覆盖关键的监测区域,如生产车间、办公区域、公共场所等。摄像头将采集到的图像以数字信号的形式传输给ai盒子。

(二)ai盒子的数据处理与分析

数据接收与预处理

ai盒子接收到摄像头传来的图像数据后,首先进行预处理。这包括图像的去噪、增强等操作,以提高图像的质量和清晰度,为后续的分析处理提供更好的基础。例如,通过去除图像中的噪声干扰,可以使香烟和烟雾等特征更加突出,便于算法进行识别。

基于AI算法的吸烟行为分析

在预处理后的图像基础上,ai盒子运行内置的吸烟监测算法。如前文所述,算法通过对图像特征的提取和分析,判断是否存在吸烟行为。具体来说,它会对图像中的物体形状、颜色、运动状态等进行综合分析。如果检测到类似于香烟的物体以及伴随的烟雾特征,并且这些特征符合一定的模式和规律,就会认定为吸烟行为。

结果判断与警报生成

当算法分析得出存在吸烟行为的结论后,ai盒子会立即生成相应的警报信号。警报可以通过多种方式发出,如声音警报、灯光闪烁、向相关管理人员发送短信或邮件通知等。同时,ai盒子还可以将检测到的吸烟事件相关的图像和数据进行存储,以便后续的查询和分析,为安全管理提供有力的证据支持。

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