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Trainieren Sie Ultralytics YOLO11 mit der JupyterLab-Integration

Abirami Vina

4 Min. Lesezeit

17. Januar 2025

Vereinfachen Sie das Training von YOLO11-Modellen mit JupyterLab! Entdecken Sie eine intuitive All-in-One-Umgebung für Computer-Vision-Projekte.

Die Arbeit an Computer Vision Modellen kann aufregend sein, besonders wenn man sieht, dass das Modell gut funktioniert. Typischerweise umfasst der Entwicklungsprozess für Computer Vision einige unkomplizierte Schritte, wie das Vorbereiten von Datensätzen und das Feinabstimmen von Modellen, wie z. B. Ultralytics YOLO11. Es gibt jedoch einige Teile dieses Prozesses, die für Anfänger eine Herausforderung darstellen können, wie z. B. das Einrichten einer Entwicklungsumgebung. Genau deshalb unterstützt Ultralytics Integrationen wie JupyterLab, die diese Schritte erleichtern können.

Insbesondere die Jupyterlab-Integration bietet eine interaktive und benutzerfreundliche Entwicklungsumgebung, die das Erkunden und Experimentieren mit Computer-Vision-Modellen vereinfacht. Jupyterlab bietet Ihnen einen integrierten Arbeitsbereich. Mit ihm können Sie direkt in die Erkundung und den Aufbau von Computer-Vision-Modellen eintauchen, ohne sich mit der Installation und Einrichtung von Umgebungen ablenken zu lassen. 

JupyterLab bietet beispielsweise Tools und Funktionen wie Notebooks zum Ausführen von Code, Texteditoren zum Erstellen von Dokumentationen und Terminals zur Interaktion mit dem System. Mit JupyterLab können Sie Ultralytics YOLO11-Modelle einfach direkt auf Ihrem Computer testen und trainieren. In diesem Artikel werden wir die Integration mit YOLO11, die Funktionsweise und die Vorteile untersuchen.

Was ist JupyterLab?

JupyterLab ist ein webbasiertes Tool, mit dem Sie Code schreiben und ausführen, Daten organisieren und visuelle Berichte erstellen können, alles an einem Ort. Es ist Teil des Project Jupyter, das 2014 ins Leben gerufen wurde, um das Programmieren interaktiver und benutzerfreundlicher zu gestalten. Es wurde als Upgrade für Jupyter Notebook entwickelt und erstmals 2018 veröffentlicht. Es wird häufig für Aufgaben wie die Analyse von Daten, die Erstellung von Diagrammen und die Entwicklung von Machine-Learning-Modellen verwendet.

Mit JupyterLab können Sie interaktiv mit Code und Daten arbeiten, wodurch das Experimentieren und Erkunden von Ideen vereinfacht wird. Sie können auch Dokumente erstellen und austauschen, die Code, Text und Visualisierungen nahtlos miteinander verbinden – ideal für die Zusammenarbeit und Präsentationen. Darüber hinaus können Sie mit der flexiblen Benutzeroberfläche Tools wie Notebooks, Textdateien und Terminals nebeneinander anordnen, und es können Plugins hinzugefügt werden, um die Funktionalität an die Bedürfnisse Ihres Projekts anzupassen.

Abb. 1. Komponenten von JupyterLab.

Hier sind einige andere interessante Funktionen von JupyterLab:

  • Einfache Projekterstellung: JupyterLab erleichtert das Erstellen und Teilen von Projekten mit Visualisierungen wie Diagrammen, Grafiken und Dashboards sowie Bildern, Videos und anderen Medien. 
  • Zusammenarbeit mit anderen: Sie können problemlos mit anderen zusammenarbeiten, indem Sie Notebooks freigeben und Änderungen mithilfe von Tools wie Git verfolgen. 
  • Ideal für Anfänger: Es ist beliebt in Klassenzimmern zum Unterrichten von Programmierung und Datenanalyse, in der Forschung zum Testen von Ideen und in der Entwicklung für Aufgaben wie Softwaretests und die Verwaltung von Daten-Workflows.

JupyterLab für die Arbeit an Ultralytics YOLO11-Projekten nutzen

Nachdem wir nun ein besseres Verständnis dafür haben, was JupyterLab ist, wollen wir untersuchen, was genau die JupyterLab-Integration umfasst und wie Sie sie bei der Arbeit mit YOLO11 nutzen können. 

JupyterLab ist ein hervorragendes Werkzeug für die Arbeit an Projekten mit Ultralytics YOLO11-Modellen. Es vereinfacht den Entwicklungsprozess, indem es eine All-in-One-Umgebung bietet, in der Sie Aufgaben und Dokumente verwalten können, ohne zwischen Plattformen wechseln zu müssen. Die interaktive Oberfläche ermöglicht es Ihnen, Code auszuführen und Ergebnisse sofort zu sehen, was ideal ist, um Daten zu untersuchen oder zu verstehen, wie Ihr YOLO11-Modell funktioniert. Sie können auch Erweiterungen wie Plotly verwenden, um interaktive Diagramme zu erstellen, die Ihnen helfen, Ihre YOLO11-Modelle zu visualisieren und zu verfeinern.

Nehmen wir beispielsweise an, Sie arbeiten an einem innovativen Projekt, das KI im Gesundheitswesen einsetzt. Sie planen, YOLO11 benutzerdefiniert zu trainieren, um Ärzte bei der Echtzeit-Objekterkennung von Tumoren in Röntgen- oder CT-Bildern zu unterstützen. YOLO11 kann mit einem Datensatz aus beschrifteten medizinischen Bildern trainiert werden, die sowohl normale als auch abnormale Bereiche hervorheben. Mit der JupyterLab-Integration können Sie YOLO11-Modelle direkt in einer kollaborativen, codefreundlichen Umgebung trainieren und feinabstimmen. Es bietet auch Tools für die Verwaltung von Datensätzen, die Durchführung von Experimenten und die Validierung der Modellgenauigkeit, was die Einführung von Vision AI im Gesundheitswesen einfacher und effizienter macht.

Wie die JupyterLab-Integration funktioniert

Das benutzerdefinierte Training von YOLO11-Modellen auf JupyterLab ist unkompliziert. Die Plattform ähnelt ihrem Vorgänger, Jupyter Notebook oder Google Colab, und bietet eine vorkonfigurierte Umgebung, die den Einstieg erleichtert.

Um JupyterLab für Ihr YOLO11-Projekt einzurichten, laden Sie zunächst die Datei `tutorial.ipynb` aus dem Ultralytics GitHub-Repository herunter und speichern Sie sie in Ihrem bevorzugten Verzeichnis. Öffnen Sie als Nächstes einen beliebigen Code-Editor oder ein Terminal und führen Sie den Befehl `pip install jupyterlab` aus, um JupyterLab zu installieren. Die Plattform öffnet sich automatisch und zeigt das unten gezeigte Fenster an.

Abb. 2. Die anfängliche Startseite von JupyterLab.

Sobald die Installation abgeschlossen ist, navigieren Sie zu dem Verzeichnis, in dem Sie die Notebook-Datei gespeichert haben, und führen Sie den Befehl `jupyter lab` aus, um die Plattform zu starten. Dadurch wird JupyterLab in Ihrem Standard-Webbrowser geöffnet, wo Sie die Datei `tutorial.ipynb` laden und mit der Erkundung von YOLO11 beginnen können. In dieser interaktiven Umgebung können Sie den Code im Notebook Zelle für Zelle ausführen, Einstellungen anpassen und Ergebnisse sofort sehen. JupyterLab macht es einfach, Ausgaben anzuzeigen, Notizen zu machen und verschiedene Setups an einem Ort auszuprobieren.

Abb. 3. Öffnen des YOLO11 tutorial.ipynb Notebooks in der JupyterLab-Oberfläche.

Um ein besseres Verständnis des Trainingsprozesses von Ultralytics YOLO-Modellen und der Best Practices zu erhalten, können Sie die offizielle Ultralytics-Dokumentation konsultieren. 

Die Wahl der JupyterLab-Integration: Warum sie sich abhebt

Beim Erkunden der Ultralytics-Integrationsdokumentation werden Sie feststellen, dass eine große Auswahl an Integrationen zur Auswahl steht. Einige von ihnen bieten sogar ähnliche Funktionen. Beispielsweise bietet die Google Colab-Integration eine Notebook-ähnliche Umgebung, die das Trainieren von YOLO11 unterstützt, einschließlich des benutzerdefinierten Trainings eines vortrainierten Modells für bestimmte Aufgaben. Bei so vielen Integrationen ist es wichtig, sich vor Augen zu führen, was die JupyterLab-Integration einzigartig macht. 

Einer der Hauptvorteile der Verwendung der JupyterLab-Integration ist die Unterstützung von Erweiterungen. Diese Erweiterungen können einen wesentlichen Unterschied in Ihrem Computer-Vision-Projekt machen und den Modellentwicklungsprozess rationalisieren. Sie können beispielsweise die Git-Erweiterungen verwenden, um Ihren Fortschritt zu verfolgen, Ihre Arbeit mit anderen zu teilen und sicherzustellen, dass Ihr Code immer gut gepflegt ist – alles, ohne die JupyterLab-Oberfläche zu verlassen.

Hier sind einige weitere Gründe, warum die JupyterLab-Integrationen eine gute Wahl für Ihr Projekt sein könnten:

  • Einfache Zellenverwaltung: Die Verwaltung verschiedener Zellen in JupyterLab ist einfach. Anstelle der mühsamen Cut-and-Paste-Methode können Sie Zellen per Drag & Drop neu anordnen.
  • Zellen zwischen Notebooks kopieren: Sie können Zellen einfach zwischen verschiedenen Notebooks kopieren, indem Sie Zellen von einem Notebook in ein anderes ziehen und ablegen.
  • Mehrere Ansichten: JupyterLab unterstützt mehrere Ansichten desselben Notebooks, was besonders für lange Notebooks nützlich ist. Sie können verschiedene Abschnitte nebeneinander öffnen, um sie zu vergleichen oder zu untersuchen, und alle Änderungen, die Sie in einer Ansicht vornehmen, werden in der anderen angezeigt.
  • Einfacher Wechsel zur klassischen Notebook-Ansicht: Für diejenigen, die mit der klassischen Jupyter Notebook-Oberfläche besser vertraut sind, bietet JupyterLab einen einfachen Wechsel zurück. Sie können einfach “/lab” im Browser-Link durch “/tree” ersetzen, um zur vertrauten Notebook-Ansicht zurückzukehren.

Anwendungsbereiche der JupyterLab-Integration und YOLO11

Als Nächstes wollen wir einige praktische Anwendungen der Arbeit an YOLO11 mithilfe der JupyterLab-Integration untersuchen.

Beispielsweise kann ein Entwickler, der an Technologien zur Wildtierüberwachung arbeitet, die JupyterLab-Integration nutzen, um ein YOLO11-Modell zu trainieren. Durch das benutzerdefinierte Training von YOLO11 können sie Computer-Vision-Anwendungen erstellen, die gefährdete Arten anhand von Drohnenaufnahmen identifizieren. JupyterLab vereinfacht diesen Prozess, indem es einen einzigen Arbeitsbereich zum Erkunden von Daten, zur Vorverarbeitung und zum Trainieren von Modellen bietet. Entwickler können Code ausführen, Modelle testen und Ergebnisse anzeigen – alles an einem Ort, wodurch der Workflow einfach und übersichtlich bleibt.

Abb. 4. Ein Beispiel für die Verwendung von Ultralytics YOLO-Modellen zur Erkennung von Wildtierarten.

Neben dem Schutz der Tierwelt kann die zuverlässige Kombination von YOLO11 und JupyterLab in einer Vielzahl von realen Anwendungen eingesetzt werden, wie z. B.:

  • Computer Vision in der Landwirtschaft: Die Unterstützung von YOLO11 für verschiedene Computer-Vision-Aufgaben kann bei der Erkennung von Pflanzenkrankheiten, der Überwachung des Pflanzenwachstums oder der Identifizierung von Unkraut aus Drohnen- oder Satellitenbildern helfen, wobei JupyterLab die Datenanalyse und Modelloptimierung optimiert.
  • Qualitätskontrolle in der Fertigung: Durch die Echtzeitanalyse von Bildern kann YOLO11 Fehler in Produkten auf Fließbändern erkennen, während JupyterLab eine zentrale Umgebung für die Verfeinerung von Modellen und die Auswertung von Ergebnissen bietet.
  • KI in der Logistik: Aufgaben wie die Bestandsverfolgung und das Scannen von Paketen können mit YOLO11 automatisiert werden, das Objekte in Bildern erkennt und Begrenzungsrahmen um sie herum platziert, um ihre Positionen anzuzeigen, während JupyterLab Tools bereitstellt, um Modelle effizient mit Logistikdaten zu trainieren, zu validieren und zu testen.

Vorteile der JupyterLab-Integration

Hier ist ein kurzer Überblick über einige der einzigartigen Möglichkeiten, wie die JupyterLab-Integration Vision AI im Allgemeinen zugute kommt:

  • Fernzugriff und Skalierbarkeit: Es kann sowohl auf Cloud-Plattformen als auch auf Remote-Servern ausgeführt werden, was den Zugriff auf leistungsstarke Rechenressourcen und kollaborative Forschung ermöglicht.
  • Unterstützung für mehrere Programmiersprachen: Während Python die am häufigsten verwendete Sprache ist, unterstützt JupyterLab auch andere Sprachen wie R, Julia und Scala, was es vielseitig für verschiedene Workflows macht.
  • Datenintegration: JupyterLab lässt sich nahtlos in Datenbanken, Cloud-Speicher und Datenverarbeitungstools integrieren, was den Umgang mit großen Datensätzen, die für das Vision AI-Training benötigt werden, vereinfacht.

Wesentliche Erkenntnisse

Die JupyterLab-Integration ist ein nützliches Tool, das die Arbeit mit Computer-Vision-Modellen wie YOLO11 vereinfacht. Es bietet Ihnen einen einzigen Arbeitsbereich, in dem Sie Ihre Daten organisieren, benutzerdefinierte Modelle trainieren und testen und mit anderen Entwicklern zusammenarbeiten können. Mit seinen hilfreichen Erweiterungen und Add-ons können Sie sich auf das Erstellen und Verbessern Ihrer Modelle konzentrieren, anstatt sich um die Einrichtung Ihrer Arbeitsumgebung zu kümmern. 

Ob Sie nun zum Schutz von Wildtieren beitragen, medizinische Scans verbessern oder die Produktqualität in Fabriken überprüfen, die von Ultralytics unterstützte JupyterLab-Integration macht den Prozess einfacher und effizienter.

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