Segmentation d'images avec Ultralytics YOLO11 sur Google Colab

Abirami Vina

4 min lire

30 décembre 2024

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

Les modèles Ultralytics YOLO, comme le dernier Ultralytics YOLO11, prennent en charge une variété de tâches de vision artificielle 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. 

Prenons l'exemple d'un élève d'une classe d'art qui prend un crayon et trace le contour d'un objet dans un dessin. En coulisses, son cerveau effectue une segmentation, c'est-à-dire qu'il distingue l'objet de l'arrière-plan et d'autres éléments. La segmentation d'images atteint un objectif similaire grâce à l'intelligence artificielle (IA), en décomposant les données visuelles en éléments significatifs pour que les machines puissent les comprendre. Cette technique peut être utilisée dans une variété d'applications dans de nombreux secteurs. 

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

La segmentation des pièces automobiles en est un exemple pratique. En identifiant et en catégorisant les composants spécifiques d'un véhicule, la segmentation d'images peut rationaliser les processus dans des secteurs tels que la fabrication et la réparation d'automobiles, ainsi que le catalogage pour le commerce électronique.

Dans cet article, nous allons voir comment vous pouvez utiliser Ultralytics YOLO11, Google Colab et l'ensemble de données Roboflow Carparts Segmentation pour construire une solution capable d'identifier et de segmenter avec précision les pièces de voiture.

Ultralytics YOLO11 est facile à utiliser

Ultralytics YOLO11 est disponible sous la forme d'un modèle pré-entraîné sur l'ensemble de données COCO, couvrant 80 classes d'objets différentes. Cependant, pour des applications spécifiques, telles que la segmentation de 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 d'être performant aussi bien dans les tâches générales que dans les tâches hautement spécialisées.

La formation personnalisée consiste à utiliser le modèle YOLO11 pré-entraîné et à l'affiner 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 précision et une pertinence accrues par rapport à l'utilisation de poids génériques pré-entraînés.

La configuration de YOLO11 pour l'entraînement personnalisé est simple. Avec une configuration minimale, vous pouvez charger le modèle et l'ensemble des données, commencer l'entraînement et surveiller les mesures 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. 

Exécuter Ultralytics YOLO11 sur Google Colab

Lors de la formation personnalisée de YOLO11, il existe plusieurs 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 la formation à YOLO11 :

  • Accès gratuit aux ressources : Google Colab fournit des GPU (Graphics Processing Units) et des TPU (Tensor Processing Units), ce qui vous permet d'entraîner YOLO11 sans matériel coûteux.
  • Environnement collaboratif : Google Colab vous permet de partager des carnets de notes, de stocker votre travail dans Google Drive et de simplifier le travail d'équipe en facilitant la collaboration et le suivi des versions.
  • Bibliothèques préinstallées : Avec des outils préinstallés tels que PyTorch et TensorFlow, Google Colab simplifie le processus d'installation et vous aide à démarrer rapidement.
  • Intégration dans le cloud : Vous pouvez facilement charger des ensembles de données à partir de Google Drive, GitHub ou d'autres sources en nuage, ce qui simplifie la préparation et le stockage des données.
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Fig 2. Le carnet Google Colab YOLO11.

Ultralytics propose également un bloc-notes Google Colab préconfiguré spécialement pour la formation YOLO11. Ce carnet comprend tout ce dont vous avez besoin, de la formation au modèle à l'évaluation des performances, ce qui rend le processus simple et facile à suivre. Il s'agit d'un excellent point de départ qui vous permet de vous concentrer sur l'adaptation du modèle à vos besoins spécifiques sans vous soucier des étapes de configuration compliquées.

Vue d'ensemble de l'ensemble de données Roboflow sur la segmentation des pièces automobiles

Après avoir décidé de votre environnement de formation, l'étape suivante consiste à collecter des données ou à choisir un ensemble de données approprié pour segmenter les pièces de voiture. L'ensemble de données Roboflow Carparts Segmentation Dataset, 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 des pièces de voiture comme les pare-chocs, les portes, les rétroviseurs et les roues.

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

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Fig. 3. Exemples tirés de l'ensemble de données sur la segmentation des pièces automobiles.

Avec Ultralytics, l'ensemble de données est prêt à être utilisé grâce à un fichier YAML préconfiguré qui inclut les chemins d'accès à l'ensemble de données, les étiquettes de classe et d'autres paramètres d'entraînement. Cela prend en charge la configuration pour vous, de sorte que vous pouvez rapidement charger l'ensemble de données et commencer directement à former 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 exploitant l'ensemble de données de segmentation Roboflow Carparts avec les outils fournis par Ultralytics YOLO11, vous disposez d'un flux de travail transparent pour construire efficacement des modèles de segmentation sur des plates-formes telles que Google Colab. Cette approche réduit le temps de configuration et vous permet de vous concentrer sur l'affinage de votre modèle pour des applications réelles.

Applications concrètes de la segmentation des pièces automobiles

La segmentation des pièces automobiles a de nombreuses utilisations pratiques dans différents secteurs. Par exemple, dans les ateliers de réparation, elle permet d'identifier et de classer 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 des véhicules endommagés afin d'identifier les pièces concernées. Cela permet d'accélérer le processus d'indemnisation, de réduire les erreurs et de gagner du temps, tant pour les assureurs que pour les clients.

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Fig. 4. Segmentation des pièces de voiture 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, assurer la cohérence et réduire 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 : utiliser YOLO11 sur Google Colab 

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

Voici un aperçu rapide des étapes à suivre :

  • 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 par un modèle de segmentation YOLO11 pré-entraîné afin de gagner du temps et d'exploiter les caractéristiques existantes pour la segmentation des pièces automobiles.
  • Entraînez le modèle avec l'ensemble de données: Utilisez le fichier "carparts-seg.yaml" pendant la formation pour télécharger, configurer et utiliser automatiquement l'ensemble de données Roboflow Carparts Segmentation. Ajustez les paramètres tels que les époques, la taille de l'image et la taille du lot pour affiner le modèle.
  • Surveillez les progrès de la formation: Suivez les mesures de performance clés, telles 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 formé sur l'ensemble de validation pour confirmer sa précision et l'exporter pour des applications réelles telles que le contrôle de la qualité ou le traitement des demandes d'indemnisation des compagnies d'assurance.

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 série d'avantages qui le rendent idéal pour diverses applications dans le monde réel. En voici les principaux avantages :

  • Rapidité 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.
  • Une grande précision: Le modèle excelle dans la détection et la segmentation d'objets multiples au sein d'une même image, ce qui garantit une identification précise des pièces automobiles.
  • Évolutivité: YOLO11 peut traiter 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 telles que Google Colab, Ultralytics Hub et d'autres outils populaires, améliorant ainsi la flexibilité et l'accessibilité pour les développeurs.

Conseils pour travailler avec YOLO11 sur Google Collab

Google Colab facilite grandement la gestion des flux de travail d'apprentissage automatique, mais il faut parfois un peu de temps pour s'y habituer si l'on est novice en la matière. La navigation dans l'installation basée sur le cloud, les paramètres d'exécution et les limites de session peuvent sembler difficiles au début, mais il existe quelques astuces qui peuvent rendre les choses plus faciles.

Voici quelques éléments à prendre en compte :

  • Commencez par activer l'accélération GPU dans les paramètres d'exécution pour accélérer la formation.
  • Colab fonctionnant dans le nuage, 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 vos 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 la version gratuite 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 sont limitées dans le temps et vous ne voulez pas perdre vos progrès. 

Obtenir plus avec YOLO11

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

Qu'il s'agisse d'améliorer la sécurité automobile, d'optimiser la fabrication ou de créer des applications d'IA innovantes, cette combinaison fournit les outils qui vous aideront 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 participez à la vie de notre communauté. Explorez les applications de l'IA dans les voitures auto-conduites et la vision par ordinateur pour l'agriculture sur nos pages de solutions. 🚀

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