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Segmentation d'images avec Ultralytics YOLO11 sur Google Colab

Abirami Vina

4 min de lecture

30 décembre 2024

Découvrez comment utiliser efficacement Ultralytics YOLO11 pour la segmentation d'images, en exploitant un ensemble de données de pièces automobiles sur Google Colab pour une formation et des tests fluides.

Les modèles Ultralytics YOLO, comme le dernier Ultralytics YOLO11, prennent en charge diverses tâches de vision par ordinateur telles que la détection d'objets, la classification d'images et la segmentation d'instances. Chacune de ces tâches vise à reproduire un aspect spécifique de la vision humaine, permettant aux machines de voir et d'interpréter le monde qui les entoure. 

Par exemple, imaginez comment un étudiant en cours d'art peut prendre un crayon et dessiner le contour d'un objet. En coulisses, son cerveau effectue une segmentation - distinguant l'objet de l'arrière-plan et des autres éléments. La segmentation d'image atteint un objectif similaire en utilisant l'intelligence artificielle (IA), en décomposant les données visuelles en parties significatives pour que les machines les comprennent. Cette technique peut être utilisée dans une variété d'applications dans de nombreuses industries. 

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Fig 1. YOLO11 d'Ultralytics utilisé pour segmenter des objets dans une image.

Un exemple pratique est la segmentation des pièces automobiles. En identifiant et en catégorisant les composants spécifiques d'un véhicule, la segmentation d'image peut rationaliser les processus dans des industries telles que la fabrication automobile, la réparation et le catalogage du commerce électronique.

Dans cet article, nous allons explorer comment vous pouvez utiliser Ultralytics YOLO11, Google Colab et le jeu de données Roboflow Carparts Segmentation pour créer une solution capable d'identifier et de segmenter avec précision les pièces automobiles.

Ultralytics YOLO11 est facile à utiliser

Ultralytics YOLO11 est disponible en tant que modèle pré-entraîné sur l'ensemble de données COCO, couvrant 80 classes d'objets différentes. Cependant, pour des applications spécifiques, telles que la segmentation des pièces automobiles, le modèle peut être entraîné sur mesure pour mieux s'adapter à votre ensemble de données et à votre cas d'utilisation. Cette flexibilité permet à YOLO11 de fonctionner aussi bien dans des tâches à usage général que dans des tâches hautement spécialisées.

L'entraînement personnalisé implique l'utilisation du modèle YOLO11 pré-entraîné et son ajustement précis sur un nouvel ensemble de données. En fournissant des exemples étiquetés spécifiques à votre tâche, le modèle apprend à reconnaître et à segmenter les objets propres à votre projet. L'entraînement personnalisé garantit une plus grande précision et pertinence par rapport à l'utilisation de poids pré-entraînés génériques.

La configuration de YOLO11 pour un entraînement personnalisé est simple. Avec une configuration minimale, vous pouvez charger le modèle et l'ensemble de données, démarrer l'entraînement et surveiller les métriques telles que la perte et la précision pendant le processus. YOLO11 comprend également des outils intégrés pour la validation et l'évaluation, ce qui facilite l'évaluation des performances de votre modèle. 

Exécution d'Ultralytics YOLO11 sur Google Colab

Lors de l'entraînement personnalisé de YOLO11, il existe différentes options pour configurer un environnement. L'un des choix les plus accessibles et les plus pratiques est Google Colab. Voici quelques avantages de l'utilisation de Google Colab pour l'entraînement YOLO11 :

  • Accès gratuit aux ressources : Google Colab fournit des GPU (unités de traitement graphique) et des TPU (unités de traitement de tenseurs), vous permettant d'entraîner YOLO11 sans matériel coûteux.
  • Environnement collaboratif : Google Colab vous aide à partager des notebooks, à stocker le travail dans Google Drive et à simplifier le travail d'équipe grâce à une collaboration et un suivi des versions faciles.
  • Bibliothèques préinstallées : Avec des outils préinstallés tels que PyTorch et TensorFlow, Google Colab simplifie le processus de configuration et vous aide à démarrer rapidement.
  • Intégration cloud : Vous pouvez facilement charger des ensembles de données depuis Google Drive, GitHub ou d'autres sources cloud, ce qui simplifie la préparation et le stockage des données.
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Fig. 2. Le notebook Google Colab YOLO11.

Ultralytics propose également un notebook Google Colab préconfiguré, spécialement conçu pour l'entraînement de YOLO11. Ce notebook comprend tout ce dont vous avez besoin, de l'entraînement du modèle à l'évaluation des performances, ce qui rend le processus simple et facile à suivre. C'est un excellent point de départ qui vous permet de vous concentrer sur le réglage fin du modèle pour vos besoins spécifiques sans vous soucier des étapes de configuration compliquées.

Présentation du jeu de données Roboflow Carparts Segmentation

Après avoir choisi votre environnement d'entraînement, l'étape suivante consiste à collecter des données ou à choisir un ensemble de données approprié pour la segmentation des pièces automobiles. Le jeu de données de segmentation des pièces automobiles de Roboflow, disponible sur Roboflow Universe, est maintenu par Roboflow, une plateforme qui fournit des outils pour la construction, l'entraînement et le déploiement de modèles de vision par ordinateur. Cet ensemble de données comprend 3 156 images d'entraînement, 401 images de validation et 276 images de test, toutes avec des annotations de haute qualité pour les pièces automobiles telles que les pare-chocs, les portes, les rétroviseurs et les roues.

Normalement, vous devriez télécharger l'ensemble de données depuis Roboflow Universe et le configurer manuellement pour l'entraînement sur Google Collab. Cependant, le package Python Ultralytics simplifie ce processus en offrant une intégration transparente et des outils préconfigurés.

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Fig 3. Exemples tirés du jeu de données de segmentation des pièces automobiles.

Avec Ultralytics, l'ensemble de données est prêt à être utilisé grâce à un fichier YAML préconfiguré qui comprend les chemins d'accès aux ensembles de données, les étiquettes de classe et d'autres paramètres d'entraînement. Cela prend en charge la configuration pour vous, afin que vous puissiez rapidement charger l'ensemble de données et passer directement à l'entraînement de votre modèle. De plus, l'ensemble de données est structuré avec des ensembles d'entraînement, de validation et de test dédiés, ce qui facilite le suivi des progrès et l'évaluation des performances.

En tirant parti de l'ensemble de données Roboflow Carparts Segmentation avec les outils fournis par Ultralytics YOLO11, vous disposez d'un flux de travail transparent pour créer efficacement des modèles de segmentation sur des plateformes comme Google Colab. Cette approche réduit le temps de configuration et vous permet de vous concentrer sur l'affinage de votre modèle pour des applications concrètes.

Applications concrètes de la segmentation des pièces automobiles

La segmentation des pièces automobiles a une variété d'utilisations pratiques dans différents secteurs. Par exemple, dans les ateliers de réparation, elle peut aider à identifier et à catégoriser rapidement les composants endommagés afin de rendre le processus de réparation plus rapide et plus efficace. De même, dans le secteur de l'assurance, les modèles de segmentation peuvent automatiser l'évaluation des sinistres en analysant les images de véhicules endommagés pour identifier les pièces touchées. Cela accélère le processus de réclamation, réduit les erreurs et fait gagner du temps aux assureurs et aux clients.

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Fig 4. Segmentation des pièces automobiles à l'aide de YOLO.

En ce qui concerne la fabrication, la segmentation soutient le contrôle de la qualité en inspectant les pièces automobiles pour détecter les défauts, en assurant la cohérence et en réduisant les déchets. Ces applications montrent comment la segmentation des pièces automobiles peut transformer les industries en rendant les processus plus sûrs, plus rapides et plus précis.

Guide étape par étape : Utilisation de YOLO11 sur Google Colab 

Maintenant que nous avons couvert tous les détails, il est temps de tout mettre en œuvre. Pour commencer, vous pouvez consulter notre vidéo YouTube, qui vous guide tout au long du processus de configuration, d'entraînement et de validation d'un modèle YOLO11 pour la segmentation des pièces automobiles.

Voici un aperçu rapide des étapes impliquées :

  • Configurez votre environnement sur Google Colab : activez la prise en charge du GPU et installez le package Python Ultralytics pour préparer l’entraînement du modèle.
  • Charger le modèle YOLO11 : Commencez avec un modèle de segmentation YOLO11 pré-entraîné pour gagner du temps et exploiter les fonctionnalités existantes pour la segmentation des pièces automobiles.
  • Entraîner le modèle avec l'ensemble de données : Utilisez le fichier « carparts-seg.yaml » pendant l'entraînement pour télécharger, configurer et utiliser automatiquement l'ensemble de données de segmentation de pièces automobiles Roboflow. Ajustez les paramètres tels que le nombre d'epochs, la taille de l'image et la taille du lot pour affiner le modèle.
  • Surveiller la progression de la formation : Suivez les indicateurs clés de performance, tels que la perte de segmentation et la précision moyenne (mAP), pour vous assurer que le modèle s’améliore comme prévu.
  • Valider et déployer le modèle : Testez le modèle entraîné sur l'ensemble de validation pour confirmer sa précision et exportez-le pour des applications réelles telles que le contrôle qualité ou le traitement des demandes d'indemnisation.

Avantages de l'utilisation de YOLO11 pour la segmentation des pièces automobiles

YOLO11 est un outil fiable et efficace pour la segmentation des pièces automobiles, offrant une gamme d'avantages qui le rendent idéal pour diverses applications réelles. Voici les principaux avantages :

  • Vitesse et efficacité : YOLO11 traite les images rapidement tout en conservant une grande précision, ce qui le rend adapté aux tâches en temps réel telles que le contrôle qualité et les véhicules autonomes.
  • Haute précision : Le modèle excelle dans la détection et la segmentation de plusieurs objets dans une seule image, assurant une identification précise des pièces automobiles.
  • Scalabilité : YOLO11 peut gérer de grands ensembles de données et des tâches de segmentation complexes, ce qui le rend évolutif pour les applications industrielles.
  • Plusieurs intégrations : Ultralytics prend en charge les intégrations avec des plateformes comme Google Colab, Ultralytics Hub et d’autres outils populaires, ce qui améliore la flexibilité et l’accessibilité pour les développeurs.

Conseils pour travailler avec YOLO11 sur Google Collab

Bien que Google Colab facilite grandement les flux de travail d'apprentissage automatique, il faut un certain temps pour s'y habituer si vous êtes novice. La navigation dans la configuration basée sur le cloud, les paramètres d'exécution et les limites de session peuvent sembler délicates au début, mais il existe quelques astuces qui peuvent rendre les choses beaucoup plus fluides.

Voici quelques éléments à garder à l'esprit :

  • Commencez par activer l'accélération GPU dans les paramètres d'exécution pour accélérer l'entraînement. 
  • Colab s'exécutant dans le cloud, assurez-vous d'avoir une connexion Internet stable pour accéder aux ressources telles que les ensembles de données et les référentiels. 
  • Organisez vos fichiers et ensembles de données dans Google Drive ou GitHub pour faciliter leur chargement et leur gestion dans Colab.
  • Si vous rencontrez des limitations de mémoire sur le niveau gratuit de Colab, essayez de réduire la taille de l'image ou la taille du lot pendant l'entraînement. 
  • N'oubliez pas de sauvegarder régulièrement votre modèle et vos résultats, car les sessions Colab ont des limites de temps et vous ne voulez pas perdre votre progression. 

Réalisez davantage avec YOLO11

Ultralytics YOLO11, combiné à des plateformes comme Google Colab et à des ensembles de données comme l'ensemble de données Roboflow Carparts Segmentation, rend la segmentation d'images simple et accessible. Grâce à ses outils intuitifs, ses modèles pré-entraînés et sa configuration facile, YOLO11 vous permet de vous plonger facilement dans des tâches avancées de vision par ordinateur. 

Que vous amélioriez la sécurité automobile, optimisiez la fabrication ou construisiez des applications d'IA innovantes, cette combinaison fournit les outils pour vous aider à réussir. Avec Ultralytics YOLO11, vous ne vous contentez pas de construire des modèles, vous ouvrez la voie à des solutions plus intelligentes et plus efficaces dans le monde réel.

Pour en savoir plus, consultez notre dépôt GitHub et échangez avec notre communauté. Explorez les applications de l'IA dans les voitures autonomes et la vision par ordinateur pour l'agriculture sur nos pages de solutions. 🚀

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