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Cigarette Detection yolo

README - YOLOv8 모델을 사용한 실시간 객체 탐지 및 알림 시스템

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1. 개요

이 프로젝트는 YOLOv8 (You Only Look Once version 8) 모델을 사용하여 실시간 객체 탐지를 수행하고, 특정 객체 (예: 담배)가 탐지되었을 때 알림 소리를 울리도록 구현한 시스템입니다. 이 시스템은 OpenCV, Ultralytics YOLO, 그리고 pygame 라이브러리를 활용하여 웹캠에서 실시간 비디오 스트림을 캡처하고, 이를 처리하여 탐지된 객체에 대한 시각적 표시 및 소리 알림을 제공합니다.

이 시스템은 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다:

• YOLOv8 모델을 사용한 객체 탐지
• 웹캠 비디오 스트림을 사용하여 실시간 영상 입력
• 알림 소리: 특정 객체(예: 담배)가 탐지되면 소리를 재생
• 스레드 기반의 비동기 처리: 알림 소리와 객체 탐지 처리 분리

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2. 주요 기능

1. YOLOv8 모델로 실시간 객체 탐지:

   • 웹캠에서 입력된 영상을 YOLOv8 모델로 처리하여 객체를 탐지합니다.
   • 탐지된 객체는 Bounding Box와 함께 화면에 표시됩니다.

2. 알림 소리:

   • 특정 객체(예: 담배)가 탐지되면 알림 소리를 재생합니다.
   • 소리는 pygame 라이브러리를 사용하여 재생되며, 소리가 반복되지 않도록 관리합니다.

3. 스레드를 활용한 비동기 소리 재생:

   • 소리 재생은 별도의 스레드에서 처리되어, 객체 탐지와 동시에 소리가 반복적으로 재생될 수 있도록 구현됩니다.

4. 실시간 웹캠 스트리밍:

   • OpenCV를 이용하여 웹캠에서 실시간으로 영상을 캡처하고, 이를 표시합니다.

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3. 동작 원리

이 시스템은 두 주요 프로세스를 병행하여 처리합니다: 객체 탐지와 소리 재생. 전체 시스템의 동작 흐름은 아래와 같습니다.

1. YOLOv8 모델 로드:

   • 학습된 YOLOv8 모델 파일(trained_model.pt)을 로드합니다.
   • 이 모델은 웹캠에서 실시간으로 캡처된 이미지에서 객체를 탐지하는 데 사용됩니다.

2. 웹캠 영상 캡처:

   • cv2.VideoCapture(0)을 사용하여 기본 카메라(Webcam)에서 비디오 스트림을 가져옵니다.
   • 각 프레임을 YOLOv8 모델에 전달하여 객체 탐지를 수행합니다.

3. 객체 탐지 및 알림 소리 재생:

   • YOLOv8 모델은 객체를 탐지하여 Bounding Box를 이미지에 그립니다.
   • 탐지된 객체가 'cigarette'라면 알림 소리(alert_sound.mp3)가 재생됩니다.
   • 소리는 pygame.mixer.music을 사용하여 재생되며, 소리 재생 여부는 별도의 스레드에서 처리됩니다.

4. 객체 탐지 결과 출력:

   • 객체 탐지 결과(탐지된 클래스 및 해당 위치)는 Bounding Box 형태로 실시간 비디오에 오버레이됩니다.
   • 탐지된 객체가 없다면, 탐지되지 않은 상태로 비디오가 출력됩니다.

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4. 코드 분석

4.1. 모델 로드 및 웹캠 설정

# YOLOv8 모델 로드 (학습한 모델 파일 경로)
model = YOLO('trained_model.pt')

# 웹캠 열기 (기본 카메라 0번 사용)
cap = cv2.VideoCapture(0)

• YOLO('trained_model.pt'): YOLOv8 모델을 로드합니다. 이 모델은 자신이 학습한 객체 인식 모델을 사용하여 실시간 탐지를 수행합니다.
• cv2.VideoCapture(0): OpenCV를 사용하여 기본 웹캠에서 비디오 스트림을 캡처합니다.

4.2. 알림 소리 처리

# 알림 소리 파일 경로 (소리 파일을 프로젝트 폴더에 넣고 사용)
alert_sound = 'alert_sound.mp3'

# pygame 초기화
pygame.mixer.init()

# 소리 재생을 위한 비동기 함수
def play_alert_sound():
    while True:
        pygame.mixer.music.load(alert_sound)
        pygame.mixer.music.play()
        print("소리 재생됨!")  # 소리 재생 시 출력
        time.sleep(1)  # 너무 자주 반복되지 않도록 잠시 대기

# 소리 재생을 위한 스레드 시작
alert_thread = threading.Thread(target=play_alert_sound, daemon=True)
alert_thread.start()

• pygame.mixer.init(): pygame의 믹서 모듈을 초기화합니다. 소리 파일을 재생할 준비를 합니다.
• play_alert_sound(): 알림 소리를 무한 반복하여 재생하는 함수입니다. 소리가 재생될 때마다 1초 간격을 두고 반복됩니다.
• threading.Thread(target=play_alert_sound, daemon=True): 별도의 스레드를 사용하여 소리를 비동기적으로 처리합니다. 이는 객체 탐지와 소리 재생이 동시에 이루어질 수 있게 합니다.

4.3. 객체 탐지 및 소리 알림

# YOLOv8 모델로 객체 탐지
results = model(frame)

# 결과에서 탐지된 객체 확인
cigarette_detected = False

# results.pred[0]는 YOLO 모델이 반환하는 첫 번째 이미지에 대한 탐지 결과입니다
for result in results[0].boxes:
    class_id = int(result.cls.item())  # 결과 클래스 ID 추출
    if model.names[class_id] == 'cigarette':  # 'cigarette' 클래스가 탐지되었는지 확인
        cigarette_detected = True
        break

• results = model(frame): 모델을 사용하여 입력된 frame에서 객체 탐지를 수행합니다.
• results[0].boxes: 탐지된 객체들의 정보를 가져옵니다. 각 객체는 클래스 ID와 경계 상자 좌표 등의 정보를 포함합니다.
• if model.names[class_id] == 'cigarette': 탐지된 객체가 'cigarette'인지 확인하고, 해당 객체가 발견되면 cigarette_detected를 True로 설정합니다.

4.4. 소리 재생 제어

if cigarette_detected:
    print("Cigarette detected!")  # 탐지 시 출력
    if not is_playing:  # 소리가 재생 중이 아니면
        pygame.mixer.music.set_volume(1.0)  # 볼륨을 최대값으로 설정
        is_playing = True
else:
    print("No cigarette detected!")  # 탐지되지 않으면 출력
    pygame.mixer.music.set_volume(0.0)  # 볼륨을 0으로 설정
    is_playing = False

• pygame.mixer.music.set_volume(1.0): 담배가 탐지된 경우 알림 소리를 최대 볼륨으로 설정하여 재생합니다.
• pygame.mixer.music.set_volume(0.0): 담배가 탐지되지 않은 경우 소리를 음소거로 설정합니다.

4.5. 실시간 웹캠 출력

# 탐지된 결과를 영상에 표시
annotated_frame = results[0].plot()  # 탐지된 객체 표시

# 실시간 웹캠 영상 출력
cv2.imshow('Webcam Feed', annotated_frame)

• results[0].plot(): 탐지된 객체에 대한 Bounding Box를 그려서 반환합니다.
• cv2.imshow('Webcam Feed', annotated_frame): 실시간으로 처리된 프레임을 화면에 출력합니다.

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5. 종료 및 리소스 해제

# 웹캠 및 창 닫기
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

• cap.release(): 웹캠 스트리밍을 종료합니다.
• cv2.destroyAllWindows(): OpenCV 창을 닫습니다.

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6. 결론

이 시스템은 YOLOv8 모델을 사용하여 실시간으로 객체를 탐지하고, 특정 객체가 탐지되면 알림 소리를 재생하는 간단한 객체 탐지 시스템입니다. pygame과 threading을 활용하여 소리 재생을 비동기적으로 처리하고, OpenCV를 사용하여 실시간으로 웹캠 영상에 탐지 결과를 표시합니다. results.csv