Yolo Vision Shenzhen
Shenzhen
Rejoindre maintenant

Visualisation des métriques d'entraînement avec l'intégration TensorBoard

Abirami Vina

4 min de lecture

23 janvier 2025

Découvrez comment l'intégration de TensorBoard améliore les flux de travail d'Ultralytics YOLO11 grâce à de puissantes visualisations et au suivi des expériences pour optimiser les performances du modèle.

Le développement de modèles de vision par ordinateur fiables implique souvent plusieurs étapes telles que la collecte de données, l'entraînement du modèle et un processus itératif de réglage fin pour résoudre les problèmes potentiels et améliorer les performances. Parmi ces étapes, l'entraînement du modèle est souvent considéré comme le plus important.

La visualisation du processus de formation peut contribuer à rendre cette étape plus claire. Cependant, la création de graphiques détaillés, l'analyse de données visuelles et la génération de tableaux peuvent prendre beaucoup de temps et d'efforts. Des outils tels que l'intégration TensorBoard prise en charge par Ultralytics simplifient ce processus en fournissant des visuels simples et des analyses approfondies.

TensorBoard est un outil de visualisation fiable qui fournit des informations en temps réel sur la progression de l'entraînement d'un modèle. Lorsqu'il est utilisé avec les modèles Ultralytics YOLO comme Ultralytics YOLO11réputés pour leur précision dans les tâches de vision artificielle telles que la détection d'objets et la segmentation d'instances, TensorBoard offre un tableau de bord visuel pour track progression de l'entraînement. Grâce à cette intégration, nous pouvons track paramètres clés, surveiller les performances de la formation et obtenir des informations exploitables pour affiner le modèle et obtenir les résultats souhaités.

Dans cet article, nous allons voir comment l'intégration de TensorBoard améliore l'entraînement du modèleYOLO11 d'Ultralytics grâce à des visualisations en temps réel, des informations exploitables et des conseils pratiques pour optimiser les performances.

Qu'est-ce que TensorBoard ?

TensorBoard est un outil de visualisation open-source développé par TensorFlow. Il fournit des métriques et des visualisations essentielles pour soutenir le développement et l'entraînement des modèles d'apprentissage automatique et de vision par ordinateur. Le tableau de bord de cette boîte à outils présente les données sous différents formats, notamment des graphiques, des images, du texte et de l'audio, ce qui permet de mieux comprendre le comportement du modèle. Grâce à ces visualisations, nous pouvons prendre de meilleures décisions basées sur les données afin d'améliorer les performances du modèle.

__wf_reserved_inherit
Fig 1. Le tableau de bord TensorBoard avec les graphiques d'entraînement du modèle.

Principales caractéristiques de TensorBoard

TensorBoard offre une variété de fonctionnalités pour améliorer différents aspects des flux de travail des modèles. Par exemple, les mesures de performance telles que la précision, le taux d'apprentissage et la perte peuvent être visualisées en temps réel, fournissant des informations précieuses sur la façon dont le modèle apprend et mettant en évidence les problèmes tels que le surapprentissage ou le sous-apprentissage pendant l'entraînement. 

Une autre fonctionnalité intéressante est l'outil 'graph', qui cartographie visuellement la façon dont les données circulent à travers le modèle. Cette représentation graphique facilite la compréhension de l'architecture et des complexités du modèle en un coup d'œil.

Voici quelques autres fonctionnalités clés de l'intégration de TensorBoard :

  • Analyser la distribution des données : TensorBoard fournit une distribution détaillée des valeurs internes d’un modèle, telles que les poids, les biais et les activations. Nous pouvons l’utiliser pour comprendre comment les données circulent dans le réseau du modèle et identifier les points à améliorer.
  • Évaluer les tendances des données : En utilisant la fonctionnalité « Histogramme », nous pouvons visualiser la distribution des paramètres du modèle, tels que les poids, les biais et les gradients, au fil du temps. En interprétant ces tendances, nous pouvons identifier les biais et les goulots d’étranglement potentiels dans le modèle.
  • Explorer les données de grande dimension : La fonctionnalité « Projecteur » peut convertir des données complexes de grande dimension en un espace de plus faible dimension. Cela facilite la visualisation de la façon dont le modèle regroupe différents objets.
  • Visualiser les prédictions du modèle : TensorBoard vous permet de comparer les images d’entrée, leurs étiquettes correctes (vérité terrain) et les prédictions du modèle côte à côte. Ce faisant, vous pouvez facilement repérer les erreurs, comme lorsque le modèle identifie incorrectement quelque chose (faux positifs) ou manque quelque chose d’important (faux négatifs). 

Aperçu des modèles Ultralytics YOLO

Les modèles Ultralytics YOLO (You Only Look Once) sont parmi les modèles de vision par ordinateur les plus populaires et les plus utilisés aujourd'hui. Ils sont principalement utilisés pour des tâches de vision artificielle de haute performance telles que la détection d'objets et la segmentation d'instances. Largement reconnus pour leur rapidité, leur précision et leur facilité d'utilisation, les modèles YOLO sont adoptés dans divers secteurs, notamment l'agriculture, la fabrication et les soins de santé. 

Tout a commencé avec Ultralytics YOLOv5qui a facilité l'utilisation des modèles Vision AI avec des outils comme PyTorch. Suivant, Ultralytics YOLOv8 a ajouté des fonctionnalités telles que l'estimation de la pose et la classification des images. 

Aujourd'hui, YOLO11 offre des performances encore meilleures. En effet, YOLO11m atteint une précision moyenne plus élevéemAP sur l'ensemble de données COCO tout en utilisant 22 % de paramètres en moins que YOLOv8m, ce qui le rend à la fois plus précis et plus efficace dans la détection d'objets.

__wf_reserved_inherit
Fig. 2. Exemple d'utilisation de YOLO11 pour la détection d'objets.

L'intégration de TensorBoard peut être utilisée pour track et surveiller les paramètres clés, effectuer des analyses approfondies et rationaliser la formation personnalisée et le processus de développement de YOLO11. Ses fonctions de visualisation en temps réel rendent la construction, l'ajustement et l'optimisation de YOLO11 plus efficaces, aidant les développeurs et les chercheurs en IA à obtenir de meilleurs résultats avec moins d'efforts.

Utilisation de l'intégration TensorBoard

L'utilisation de l'intégration de TensorBoard lors de la formation personnalisée d'Ultralytics YOLO11 est facile. Comme TensorBoard est intégré de manière transparente au packagePython d'Ultralytics , il n'y a pas besoin d'installations ou d'étapes de configuration supplémentaires. 

Une fois l'entraînement commencé, le paquetage enregistre automatiquement les mesures clés telles que la perte, la précision, le taux d'apprentissage et la précision moyennemAP dans un répertoire désigné, ce qui permet une analyse détaillée des performances. Un message de sortie confirmera que TensorBoard surveille activement votre session de formation, et vous pouvez consulter le tableau de bord à une URL comme `http://localhost:6006/`.  

Pour accéder aux données enregistrées, vous pouvez lancer TensorBoard à l'aide de l'URL et trouver des visualisations en temps réel de mesures telles que la perte, la précision, le taux d'apprentissage et le mAP, ainsi que des outils tels que des graphiques, des scalaires et des histogrammes pour une analyse plus approfondie. 

Ces visuels dynamiques et interactifs facilitent le suivi de la progression de la formation, la détection des problèmes et l'identification des domaines à améliorer. En tirant parti de ces fonctionnalités, l'intégration de TensorBoard garantit que le processus de formation de YOLO11 reste transparent, organisé et facile à comprendre.

Pour les utilisateurs travaillant dans Google Colab, TensorBoard s'intègre directement dans la cellule du bloc-notes, où les commandes de configuration sont exécutées pour un accès transparent aux informations de formation. 

Pour obtenir des conseils pas à pas et les meilleures pratiques en matière d'installation, vous pouvez consulter le Guide d'installation deYOLO11 . Si vous rencontrez des difficultés lors de la configuration des paquets requis, le Guide des problèmes courants propose des solutions utiles et des conseils de dépannage. 

Analyse des métriques d'entraînement

Comprendre les indicateurs clés de l'entraînement est essentiel pour évaluer les performances du modèle, et l'intégration de TensorBoard fournit des visualisations approfondies à cette fin. Mais comment cela fonctionne-t-il ?

Supposons que vous observiez une courbe de précision d'évaluation, un graphique qui montre comment la précision du modèle s'améliore sur les données de validation au fur et à mesure de l'entraînement. Au début, vous pourriez observer une forte augmentation de la précision, indiquant que votre modèle apprend rapidement et améliore ses performances. 

Cependant, à mesure que l'entraînement se poursuit, le taux d'amélioration peut ralentir et la courbe peut commencer à s'aplatir. Cet aplatissement suggère que le modèle approche de son état optimal. Continuer l'entraînement au-delà de ce point est peu susceptible d'apporter des améliorations significatives et peut conduire à un surapprentissage. 

En visualisant ces tendances avec l'intégration de TensorBoard, comme illustré ci-dessous, vous pouvez identifier l'état optimal du modèle et apporter les ajustements nécessaires au processus d'entraînement.

__wf_reserved_inherit
Fig 3. Un exemple de graphique TensorBoard. Image de l'auteur.

Avantages de l'intégration de TensorBoard

L'intégration de TensorBoard offre un large éventail d'avantages qui améliorent l'entraînement du modèle YOLO11 et l'optimisation des performances. Voici quelques-uns des principaux avantages :

  • Comparer les expériences : Vous pouvez facilement comparer plusieurs exécutions d'entraînement pour identifier la configuration de modèle la plus performante.
  • Gain de temps et d'efforts : Cette intégration rationalise le processus de surveillance et d'analyse des métriques d'entraînement, réduisant ainsi les efforts manuels et accélérant le développement du modèle.
  • Suivre les métriques personnalisées : Vous pouvez configurer la journalisation pour surveiller des métriques spécifiques pertinentes pour l'application, fournissant ainsi des informations plus approfondies adaptées à votre modèle.
  • Utilisation efficace des ressources : Au-delà des mesures d'entraînement, vous pouvez surveiller l'utilisation du GPU , l'allocation de la mémoire et le temps de calcul par le biais d'une journalisation personnalisée pour des performances matérielles optimales.
__wf_reserved_inherit
Fig 3. Avantages de l'utilisation de l'intégration TensorBoard. Image de l'auteur.

Meilleures pratiques pour l'utilisation de l'intégration de TensorBoard

Maintenant que nous avons compris ce qu'est l'intégration de TensorBoard et comment l'utiliser, explorons certaines des meilleures pratiques pour utiliser cette intégration : 

  • Utiliser des conventions d’appellation claires : Créez des noms structurés pour les expériences qui incluent le type de modèle, l’ensemble de données et les paramètres clés afin d’éviter toute confusion et de faciliter les comparaisons.
  • Définir une fréquence d'enregistrement optimale : Enregistrez les données à des intervalles qui fournissent des informations utiles sans ralentir le processus d'apprentissage du modèle YOLO11 .
  • Assurer la reproductibilité et la compatibilité : Mettre régulièrement à jour les paquets tels que TensorBoard, Ultralytics et les ensembles de données pour garantir l'accès aux nouvelles fonctionnalités, la correction des bogues et la compatibilité avec l'évolution des exigences en matière de données.

En suivant ces bonnes pratiques, vous pouvez rendre le processus de développement de YOLO11 plus efficace, mieux organisé et plus productif. Explorez les autres intégrations disponibles pour améliorer vos flux de travail de vision par ordinateur et maximiser le potentiel de votre modèle.

Principaux points à retenir

L'intégration de TensorBoard prise en charge par Ultralytics facilite le contrôle et le track processus de développement du modèle, améliorant ainsi les performances globales. Grâce à ses fonctions de visualisation intuitives, TensorBoard fournit des informations sur les métriques d'entraînement, suit les tendances en matière de perte et de précision et permet des comparaisons transparentes entre les expériences.

Il simplifie la prise de décision en rationalisant la préparation des données, en affinant les paramètres et en analysant les mesures pour optimiser les performances du modèle. Ces fonctionnalités offrent également des avantages commerciaux significatifs, notamment une mise sur le marché plus rapide des applications de vision par ordinateur et une réduction des coûts de développement. En appliquant les meilleures pratiques, telles qu'une dénomination claire et une mise à jour régulière, les développeurs peuvent faciliter la formation. Ils peuvent travailler plus efficacement et explorer de nouvelles options avec des modèles de vision artificielle avancés comme YOLO11.

Rejoignez notre communauté et explorez notre dépôt GitHub pour plonger dans l'IA. Découvrez comment la vision par ordinateur dans la fabrication et l'IA dans le secteur de la santé stimulent l'innovation en visitant nos pages de solutions. N'oubliez pas de consulter nos options de licence pour démarrer votre parcours dans la Vision IA dès aujourd'hui !

Construisons ensemble l'avenir
de l'IA !

Commencez votre parcours avec l'avenir de l'apprentissage automatique

Démarrer gratuitement