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 一、项目介绍

摘要

本项目基于先进的YOLOv8目标检测算法，开发了一套高效准确的野生动物识别检测系统，专门用于识别五种常见野生动物：郊狼(Coyote)、鹿(Deer)、野猪(Hog)、兔子(Rabbit)和浣熊(Raccoon)。系统采用大规模标注数据集进行训练，包含训练集10,665张图像、验证集928张图像和测试集536张图像，确保了模型的泛化能力和识别准确性。通过深度学习技术，该系统能够实时处理图像和视频流，自动定位并分类画面中的野生动物，为野生动物保护、生态研究和人类与野生动物共存管理提供智能化解决方案。

项目意义

生态保护与研究价值

本系统的开发具有重要的生态保护意义。野生动物种群动态监测是生态学研究的基础工作，传统人工调查方法不仅耗时费力，而且受限于观察者的经验和环境条件。我们的自动识别系统可以7×24小时不间断工作，记录野生动物的活动规律、种群数量和分布范围，为生态学家提供长期、连续的观测数据。特别是对于郊狼和野猪等可能破坏生态平衡的物种，系统能够早期发现其种群异常增长，帮助管理部门及时采取干预措施。

减少人兽冲突

随着人类活动范围扩大，人兽冲突日益频繁。本系统识别的五种动物都是常与人类发生交互的物种：鹿会造成交通事故，野猪破坏农作物，浣熊可能传播疾病。通过部署本系统在居民区周边、农田或公路沿线，可以提前预警野生动物出没，让居民和司机有足够时间采取防范措施，既保护了人类生命财产安全，也减少了野生动物因冲突而伤亡的情况。

智能林业与农业应用

在林业和农业领域，该系统可集成到智能监控网络中，帮助农场主和林业工作者监测有害动物(如野猪)的入侵，实现精准防治。相比传统大面积投放农药或设置物理屏障的方法，基于AI识别的定向防控更加环保经济。系统积累的数据还能分析动物活动模式，优化防护措施的时间和位置。

技术推广价值

本项目采用的YOLOv8算法在速度和精度上达到了良好平衡，适合部署在边缘计算设备上，为野外无网络环境下的实时监测提供了可能。系统的技术框架可以轻松扩展至其他野生动物物种的识别，为不同地区的生物多样性监测提供模板。未来通过与无人机、红外相机等设备结合，可构建立体化野生动物监测网络。

公众教育与科学普及

该系统还可应用于自然教育领域，当游客在国家公园或自然保护区拍摄到野生动物时，手机APP能即时提供物种信息和生态知识，增强公众的野生动物保护意识。对于科研机构，系统收集的标注图像本身就是宝贵的科研资料，可用于更深入的动物行为学研究。

总之，本野生动物识别检测系统将人工智能技术与生态保护需求相结合，不仅提高了野生动物监测的效率和准确性，还为构建人与自然和谐共处的智慧生态系统提供了技术支撑，具有显著的社会效益和生态价值。

目录

 一、项目介绍

摘要

项目意义

生态保护与研究价值

减少人兽冲突

智能林业与农业应用

技术推广价值

公众教育与科学普及

二、项目功能展示

系统功能

图片检测

视频检测

摄像头实时检测

三、数据集介绍

数据集概述

数据集特点

数据集配置文件

数据集制作流程

四、项目环境配置

创建虚拟环境

pycharm中配置anaconda

安装所需要库

五、模型训练

训练代码

训练结果

六、核心代码​编辑

七、项目源码(视频简介内)

基于深度学习YOLOv8的野生动物识别检测系统（YOLOv8+YOLO数据集+UI界面+Python项目源码+模型）_哔哩哔哩_bilibili

二、项目功能展示

系统功能

✅ 图片检测：可对图片进行检测，返回检测框及类别信息。

✅ 视频检测：支持视频文件输入，检测视频中每一帧的情况。

✅ 摄像头实时检测：连接USB 摄像头，实现实时监测。

✅参数实时调节（置信度和IoU阈值）

• 图片检测

        该功能允许用户通过单张图片进行目标检测。输入一张图片后，YOLO模型会实时分析图像，识别出其中的目标，并在图像中框出检测到的目标，输出带有目标框的图像。批量图片检测

        用户可以一次性上传多个图片进行批量处理。该功能支持对多个图像文件进行并行处理，并返回每张图像的目标检测结果，适用于需要大规模处理图像数据的应用场景。

• 视频检测

        视频检测功能允许用户将视频文件作为输入。YOLO模型将逐帧分析视频，并在每一帧中标记出检测到的目标。最终结果可以是带有目标框的视频文件或实时展示，适用于视频监控和分析等场景。

• 摄像头实时检测

        该功能支持通过连接摄像头进行实时目标检测。YOLO模型能够在摄像头拍摄的实时视频流中进行目标检测，实时识别并显示检测结果。此功能非常适用于安防监控、无人驾驶、智能交通等应用，提供即时反馈。

核心特点：

• 高精度：基于YOLO模型，提供精确的目标检测能力，适用于不同类型的图像和视频。
• 实时性：特别优化的算法使得实时目标检测成为可能，无论是在视频还是摄像头实时检测中，响应速度都非常快。
• 批量处理：支持高效的批量图像和视频处理，适合大规模数据分析。

三、数据集介绍

数据集概述

本项目构建了一个专业的大规模野生动物图像数据集，包含以下组成部分：

• 训练集：10,665张标注图像

• 验证集：928张标注图像

• 测试集：536张标注图像

• 类别数量：5类（郊狼、鹿、野猪、兔子、浣熊）

数据集总图像数量达12,129张，每张图像都经过专业标注，确保标注质量。数据涵盖了不同季节、不同时段（白天/夜间）、不同天气条件和多种拍摄角度，具有较强的代表性和多样性。

数据集特点

1. 多样性丰富：

   • 包含白天和夜间红外图像

   • 多种拍摄视角（地面摄像头、无人机航拍、陷阱相机等）

   • 不同距离的目标（近景特写、中距离、远距离）

   • 各种光照条件和天气状况

2. 标注质量高：

   • 采用严格的标注质量控制流程

   • 对遮挡、截断目标进行特殊标注

   • 边界框精确贴合目标边缘

   • 对困难样本（模糊、小目标）进行二次校验

3. 类别平衡性：

   • 各类别样本数量经过平衡处理，避免模型偏向多数类

   • 针对稀有场景进行数据增强

4. 真实场景数据：

   • 主要来自野外实际拍摄，非实验室环境

   • 包含复杂背景干扰

   • 有多个目标同时出现的场景

数据集配置文件

数据集采用YOLO格式的配置文件，主要包含：

1. 数据集YAML文件：

train: F:野生动物检测数据集	rainimages
val: F:野生动物检测数据集alidimages
test: F:野生动物检测数据集	estimages

nc: 5
names: ['Coyote', 'Deer', 'Hog', 'Rabbit', 'Raccoon']

1. 数据增强配置：

• 采用Mosaic增强

• 随机HSV色彩空间变换

• 随机旋转

• 随机缩放

• 随机水平翻转

数据集制作流程

1. 数据采集阶段：

   • 使用野外红外触发相机网络采集原始图像

   • 从公开野生动物数据集中筛选符合要求的图像

   • 与自然保护区合作获取专业监测数据

   • 无人机航拍补充材料

2. 数据清洗阶段：

   • 去除模糊、低质量图像

   • 删除不含目标的空场景

   • 检查并删除重复图像

3. 标注阶段：

   • 使用LabelImg等工具进行边界框标注

   • 实施双人标注-校验流程

   • 对争议样本进行专家仲裁

   • 标注目标的关键可见部分，即使被部分遮挡

4. 数据预处理：

   • 统一调整图像尺寸（保持长宽比）

   • 夜间图像增强处理

   • EXIF信息提取和记录

5. 数据集划分：

   • 按比例随机划分训练集、验证集和测试集

   • 确保各子集类别分布一致

   • 避免相同场景图像出现在不同子集

6. 数据增强扩展：

   • 对少数类样本进行针对性增强

   • 生成不同光照条件下的变体

   • 添加合成遮挡增强模型鲁棒性

四、项目环境配置

创建虚拟环境

首先新建一个Anaconda环境，每个项目用不同的环境，这样项目中所用的依赖包互不干扰。

终端输入

conda create -n yolov8 python==3.9

激活虚拟环境

conda activate yolov8
 

安装cpu版本pytorch

pip install torch torchvision torchaudio

pycharm中配置anaconda

安装所需要库

pip install -r requirements.txt

五、模型训练

训练代码

from ultralytics import YOLO

model_path = 'yolov8s.pt'
data_path = 'datasets/data.yaml'

if __name__ == '__main__':
    model = YOLO(model_path)
    results = model.train(data=data_path,
                          epochs=500,
                          batch=64,
                          device='0',
                          workers=0,
                          project='runs/detect',
                          name='exp',
                          )

根据实际情况更换模型
yolov8n.yaml (nano)：轻量化模型，适合嵌入式设备，速度快但精度略低。
yolov8s.yaml (small)：小模型，适合实时任务。
yolov8m.yaml (medium)：中等大小模型，兼顾速度和精度。
yolov8b.yaml (base)：基本版模型，适合大部分应用场景。
yolov8l.yaml (large)：大型模型，适合对精度要求高的任务。

• --batch 64：每批次64张图像。
• --epochs 500：训练500轮。
• --datasets/data.yaml：数据集配置文件。
• --weights yolov8s.pt：初始化模型权重，yolov8s.pt 是预训练的轻量级YOLO模型。

训练结果

六、核心代码

from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets
from PyQt5.QtCore import Qt, QTimer
from PyQt5.QtGui import QImage, QPixmap, QIcon
from PyQt5.QtWidgets import (QFileDialog, QMessageBox, QTableWidgetItem,
                             QStyledItemDelegate, QHeaderView)
import cv2
import numpy as np
from ultralytics import YOLO
import os
import datetime
import sys


class CenteredDelegate(QStyledItemDelegate):
    def initStyleOption(self, option, index):
        super().initStyleOption(option, index)
        option.displayAlignment = Qt.AlignCenter


class Ui_MainWindow(object):
    def setupUi(self, MainWindow):
        MainWindow.setObjectName("MainWindow")
        MainWindow.resize(1400, 900)
        MainWindow.setWindowTitle("YOLOv8 目标检测系统")

        # 设置窗口图标
        if hasattr(sys, '_MEIPASS'):
            icon_path = os.path.join(sys._MEIPASS, 'icon.ico')
        else:
            icon_path = 'icon.ico'
        if os.path.exists(icon_path):
            MainWindow.setWindowIcon(QIcon(icon_path))

        self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow)
        self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")

        # 主布局
        self.main_layout = QtWidgets.QHBoxLayout(self.centralwidget)
        self.main_layout.setContentsMargins(10, 10, 10, 10)
        self.main_layout.setSpacing(15)

        # 左侧布局 (图像显示)
        self.left_layout = QtWidgets.QVBoxLayout()
        self.left_layout.setSpacing(15)

        # 原始图像组
        self.original_group = QtWidgets.QGroupBox("原始图像")
        self.original_group.setMinimumHeight(400)
        self.original_img_label = QtWidgets.QLabel()
        self.original_img_label.setAlignment(QtCore.Qt.AlignCenter)
        self.original_img_label.setText("等待加载图像...")
        self.original_img_label.setStyleSheet("background-color: #F0F0F0; border: 1px solid #CCCCCC;")

        original_layout = QtWidgets.QVBoxLayout()
        original_layout.addWidget(self.original_img_label)
        self.original_group.setLayout(original_layout)
        self.left_layout.addWidget(self.original_group)

        # 检测结果图像组
        self.result_group = QtWidgets.QGroupBox("检测结果")
        self.result_group.setMinimumHeight(400)
        self.result_img_label = QtWidgets.QLabel()
        self.result_img_label.setAlignment(QtCore.Qt.AlignCenter)
        self.result_img_label.setText("检测结果将显示在这里")
        self.result_img_label.setStyleSheet("background-color: #F0F0F0; border: 1px solid #CCCCCC;")

        result_layout = QtWidgets.QVBoxLayout()
        result_layout.addWidget(self.result_img_label)
        self.result_group.setLayout(result_layout)
        self.left_layout.addWidget(self.result_group)

        self.main_layout.addLayout(self.left_layout, stretch=3)

        # 右侧布局 (控制面板)
        self.right_layout = QtWidgets.QVBoxLayout()
        self.right_layout.setSpacing(15)

        # 模型选择组
        self.model_group = QtWidgets.QGroupBox("模型设置")
        self.model_group.setStyleSheet("QGroupBox { font-weight: bold; }")
        self.model_layout = QtWidgets.QVBoxLayout()

        # 模型选择
        self.model_combo = QtWidgets.QComboBox()
        self.model_combo.addItems(["best.pt"])
        self.model_combo.setCurrentIndex(0)

        # 加载模型按钮
        self.load_model_btn = QtWidgets.QPushButton(" 加载模型")
        self.load_model_btn.setIcon(QIcon.fromTheme("document-open"))
        self.load_model_btn.setStyleSheet(
            "QPushButton { padding: 8px; background-color: #4CAF50; color: white; border-radius: 4px; }"
            "QPushButton:hover { background-color: #45a049; }"
        )

        self.model_layout.addWidget(self.model_combo)
        self.model_layout.addWidget(self.load_model_btn)
        self.model_group.setLayout(self.model_layout)
        self.right_layout.addWidget(self.model_group)

        # 参数设置组
        self.param_group = QtWidgets.QGroupBox("检测参数")
        self.param_group.setStyleSheet("QGroupBox { font-weight: bold; }")
        self.param_layout = QtWidgets.QFormLayout()
        self.param_layout.setLabelAlignment(Qt.AlignLeft)
        self.param_layout.setFormAlignment(Qt.AlignLeft)
        self.param_layout.setVerticalSpacing(15)

        # 置信度滑块
        self.conf_slider = QtWidgets.QSlider(Qt.Horizontal)
        self.conf_slider.setRange(1, 99)
        self.conf_slider.setValue(25)
        self.conf_value = QtWidgets.QLabel("0.25")
        self.conf_value.setAlignment(Qt.AlignCenter)
        self.conf_value.setStyleSheet("font-weight: bold; color: #2196F3;")

        # IoU滑块
        self.iou_slider = QtWidgets.QSlider(Qt.Horizontal)
        self.iou_slider.setRange(1, 99)
        self.iou_slider.setValue(45)
        self.iou_value = QtWidgets.QLabel("0.45")
        self.iou_value.setAlignment(Qt.AlignCenter)
        self.iou_value.setStyleSheet("font-weight: bold; color: #2196F3;")

        self.param_layout.addRow("置信度阈值:", self.conf_slider)
        self.param_layout.addRow("当前值:", self.conf_value)
        self.param_layout.addRow(QtWidgets.QLabel(""))  # 空行
        self.param_layout.addRow("IoU阈值:", self.iou_slider)
        self.param_layout.addRow("当前值:", self.iou_value)

        self.param_group.setLayout(self.param_layout)
        self.right_layout.addWidget(self.param_group)

        # 功能按钮组
        self.func_group = QtWidgets.QGroupBox("检测功能")
        self.func_group.setStyleSheet("QGroupBox { font-weight: bold; }")
        self.func_layout = QtWidgets.QVBoxLayout()
        self.func_layout.setSpacing(10)

        # 图片检测按钮
        self.image_btn = QtWidgets.QPushButton(" 图片检测")
        self.image_btn.setIcon(QIcon.fromTheme("image-x-generic"))

        # 视频检测按钮
        self.video_btn = QtWidgets.QPushButton(" 视频检测")
        self.video_btn.setIcon(QIcon.fromTheme("video-x-generic"))

        # 摄像头检测按钮
        self.camera_btn = QtWidgets.QPushButton(" 摄像头检测")
        self.camera_btn.setIcon(QIcon.fromTheme("camera-web"))

        # 停止检测按钮
        self.stop_btn = QtWidgets.QPushButton(" 停止检测")
        self.stop_btn.setIcon(QIcon.fromTheme("process-stop"))
        self.stop_btn.setEnabled(False)

        # 保存结果按钮
        self.save_btn = QtWidgets.QPushButton(" 保存结果")
        self.save_btn.setIcon(QIcon.fromTheme("document-save"))
        self.save_btn.setEnabled(False)

        # 设置按钮样式
        button_style = """
        QPushButton {
            padding: 10px;
            background-color: #2196F3;
            color: white;
            border: none;
            border-radius: 4px;
            text-align: left;
        }
        QPushButton:hover {
            background-color: #0b7dda;
        }
        QPushButton:disabled {
            background-color: #cccccc;
        }
        """

        for btn in [self.image_btn, self.video_btn, self.camera_btn,
                    self.stop_btn, self.save_btn]:
            btn.setStyleSheet(button_style)
            self.func_layout.addWidget(btn)

        self.func_group.setLayout(self.func_layout)
        self.right_layout.addWidget(self.func_group)

        # 检测结果表格组
        self.table_group = QtWidgets.QGroupBox("检测结果详情")
        self.table_group.setStyleSheet("QGroupBox { font-weight: bold; }")
        self.table_layout = QtWidgets.QVBoxLayout()

        self.result_table = QtWidgets.QTableWidget()
        self.result_table.setColumnCount(4)
        self.result_table.setHorizontalHeaderLabels(["类别", "置信度", "左上坐标", "右下坐标"])
        self.result_table.horizontalHeader().setSectionResizeMode(QHeaderView.Stretch)
        self.result_table.verticalHeader().setVisible(False)
        self.result_table.setSelectionBehavior(QtWidgets.QAbstractItemView.SelectRows)
        self.result_table.setEditTriggers(QtWidgets.QAbstractItemView.NoEditTriggers)

        # 设置表格样式
        self.result_table.setStyleSheet("""
            QTableWidget {
                border: 1px solid #e0e0e0;
                alternate-background-color: #f5f5f5;
            }
            QHeaderView::section {
                background-color: #2196F3;
                color: white;
                padding: 5px;
                border: none;
            }
            QTableWidget::item {
                padding: 5px;
            }
        """)

        # 设置居中代理
        delegate = CenteredDelegate(self.result_table)
        self.result_table.setItemDelegate(delegate)

        self.table_layout.addWidget(self.result_table)
        self.table_group.setLayout(self.table_layout)
        self.right_layout.addWidget(self.table_group, stretch=1)

        self.main_layout.addLayout(self.right_layout, stretch=1)

        MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)

        # 状态栏
        self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)
        self.statusbar.setStyleSheet("QStatusBar { border-top: 1px solid #c0c0c0; }")
        MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)

        # 初始化变量
        self.model = None
        self.cap = None
        self.timer = QTimer()
        self.is_camera_running = False
        self.current_image = None
        self.current_result = None
        self.video_writer = None
        self.output_path = "output"

        # 创建输出目录
        if not os.path.exists(self.output_path):
            os.makedirs(self.output_path)

        # 连接信号槽
        self.load_model_btn.clicked.connect(self.load_model)
        self.image_btn.clicked.connect(self.detect_image)
        self.video_btn.clicked.connect(self.detect_video)
        self.camera_btn.clicked.connect(self.detect_camera)
        self.stop_btn.clicked.connect(self.stop_detection)
        self.save_btn.clicked.connect(self.save_result)
        self.conf_slider.valueChanged.connect(self.update_conf_value)
        self.iou_slider.valueChanged.connect(self.update_iou_value)
        self.timer.timeout.connect(self.update_camera_frame)

        # 设置全局样式
        self.set_style()

    def set_style(self):
        style = """
        QMainWindow {
            background-color: #f5f5f5;
        }
        QGroupBox {
            border: 1px solid #e0e0e0;
            border-radius: 5px;
            margin-top: 10px;
            padding-top: 15px;
        }
        QGroupBox::title {
            subcontrol-origin: margin;
            left: 10px;
            padding: 0 3px;
        }
        QLabel {
            color: #333333;
        }
        QComboBox {
            padding: 5px;
            border: 1px solid #cccccc;
            border-radius: 3px;
        }
        QSlider::groove:horizontal {
            height: 6px;
            background: #e0e0e0;
            border-radius: 3px;
        }
        QSlider::handle:horizontal {
            width: 16px;
            height: 16px;
            margin: -5px 0;
            background: #2196F3;
            border-radius: 8px;
        }
        QSlider::sub-page:horizontal {
            background: #2196F3;
            border-radius: 3px;
        }
        """
        self.centralwidget.setStyleSheet(style)

    def load_model(self):
        model_name = self.model_combo.currentText().split(" ")[0]
        try:
            self.model = YOLO(model_name)
            self.statusbar.showMessage(f"模型 {model_name} 加载成功", 3000)
            self.image_btn.setEnabled(True)
            self.video_btn.setEnabled(True)
            self.camera_btn.setEnabled(True)
        except Exception as e:
            QMessageBox.critical(None, "错误", f"模型加载失败: {str(e)}")

    def update_conf_value(self):
        conf = self.conf_slider.value() / 100
        self.conf_value.setText(f"{conf:.2f}")

    def update_iou_value(self):
        iou = self.iou_slider.value() / 100
        self.iou_value.setText(f"{iou:.2f}")

    def detect_image(self):
        if self.model is None:
            QMessageBox.warning(None, "警告", "请先加载模型")
            return

        file_path, _ = QFileDialog.getOpenFileName(
            None, "选择图片", "",
            "图片文件 (*.jpg *.jpeg *.png *.bmp);;所有文件 (*)"
        )
        if file_path:
            try:
                # 读取图片
                img = cv2.imread(file_path)
                img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)

                # 显示原始图片
                self.display_image(img, self.original_img_label)
                self.current_image = img.copy()

                # 检测图片
                conf = self.conf_slider.value() / 100
                iou = self.iou_slider.value() / 100

                self.statusbar.showMessage("正在检测图片...")
                QtWidgets.QApplication.processEvents()  # 更新UI

                results = self.model.predict(img, conf=conf, iou=iou)
                result_img = results[0].plot()

                # 显示检测结果
                self.display_image(result_img, self.result_img_label)
                self.current_result = result_img.copy()

                # 更新结果表格
                self.update_result_table(results[0])

                self.save_btn.setEnabled(True)
                self.statusbar.showMessage(f"图片检测完成: {os.path.basename(file_path)}", 3000)

            except Exception as e:
                QMessageBox.critical(None, "错误", f"图片检测失败: {str(e)}")
                self.statusbar.showMessage("图片检测失败", 3000)

    def detect_video(self):
        if self.model is None:
            QMessageBox.warning(None, "警告", "请先加载模型")
            return

        file_path, _ = QFileDialog.getOpenFileName(
            None, "选择视频", "",
            "视频文件 (*.mp4 *.avi *.mov *.mkv);;所有文件 (*)"
        )
        if file_path:
            try:
                self.cap = cv2.VideoCapture(file_path)
                if not self.cap.isOpened():
                    raise Exception("无法打开视频文件")

                # 获取视频信息
                fps = self.cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
                width = int(self.cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
                height = int(self.cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))

                # 创建视频写入器
                timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
                output_file = os.path.join(self.output_path, f"output_{timestamp}.mp4")
                fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
                self.video_writer = cv2.VideoWriter(output_file, fourcc, fps, (width, height))

                # 启用停止按钮，禁用其他按钮
                self.stop_btn.setEnabled(True)
                self.save_btn.setEnabled(True)
                self.image_btn.setEnabled(False)
                self.video_btn.setEnabled(False)
                self.camera_btn.setEnabled(False)

                # 开始处理视频
                self.timer.start(30)  # 30ms间隔
                self.statusbar.showMessage(f"正在处理视频: {os.path.basename(file_path)}...")

            except Exception as e:
                QMessageBox.critical(None, "错误", f"视频检测失败: {str(e)}")
                self.statusbar.showMessage("视频检测失败", 3000)

七、项目源码(视频简介内)

        完整全部资源文件（包括测试图片，py文件，训练数据集、训练代码、界面代码等），这里已打包上传至博主的面包多平台，见可参考博客与视频，已将所有涉及的文件同时打包到里面，点击即可运行，完整文件截图如下：

演示与介绍视频：

基于深度学习YOLOv8的野生动物识别检测系统（YOLOv8+YOLO数据集+UI界面+Python项目源码+模型）_哔哩哔哩_bilibili