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Ultralytics YOLO11とDVCによる実験の追跡

Abirami Vina

5分で読めます

2025年2月25日

実験の追跡を使用して、より優れたモデルパフォーマンスのためにDVC統合でUltralytics YOLO11の実験を効率化する方法を学びます。

マシンが視覚データを解釈して理解するようにトレーニングされるコンピュータビジョン実験の追跡と監視は、Ultralytics YOLO11のようなVision AIモデルの開発と微調整において重要な部分です。これらの実験では、多くの場合、さまざまな主要パラメータをテストし、複数のモデルトレーニング実行からのメトリクスと結果を記録することが含まれます。そうすることで、モデルのパフォーマンスを分析し、データに基づいたモデルの改善を行うことができます。 

適切に定義された実験追跡システムがないと、結果の比較やモデルの変更が複雑になり、エラーが発生する可能性があります。実際、このプロセスを自動化することは、より優れた一貫性を確保できる優れたオプションです。

それこそが、UltralyticsがサポートするDVCLive統合が目指すものです。DVCLiveは、実験の詳細を自動的に記録し、結果を視覚化し、モデルのパフォーマンス追跡を管理するための簡素化された方法を、すべて単一のワークフロー内で提供します。

この記事では、Ultralytics YOLO11のトレーニング中にDVCLive統合を使用する方法について説明します。また、その利点と、より優れたVision AIモデル開発のために実験の追跡を容易にする方法についても見ていきます。

DVCLiveとは?

DVC(Data Version Control)によって作成されたDVCLiveは、機械学習実験の追跡用に設計された信頼性の高いオープンソースツールです。DVCLive Pythonライブラリは、AI開発者と研究者が実験のメトリックとパラメータを追跡できるようにするリアルタイム実験ロガーを提供します。 

例えば、主要なモデルパフォーマンス指標を自動的に記録し、トレーニング実行全体の結果を比較し、モデルパフォーマンスを視覚化できます。これらの機能により、DVCLiveは構造化され、再現可能な機械学習ワークフローを維持するのに役立ちます。

図1.実験追跡のためのDVCLiveのダッシュボードの簡単な紹介。

DVCLiveの主な機能

DVCLiveの統合は使いやすく、明確で理解しやすいデータの可視化と分析ツールを提供することで、コンピュータビジョンプロジェクトを改善できます。DVCLiveのその他の主な機能は次のとおりです。

  • さまざまなフレームワークをサポート: DVCLive は、他の一般的な機械学習フレームワークで使用できます。これにより、既存のワークフローへの組み込みと実験追跡機能の改善が簡単になります。
  • インタラクティブプロット: データからインタラクティブプロットを自動的に生成するために使用でき、時間の経過に伴うパフォーマンス指標の視覚的な表現を提供します。 
  • 軽量設計: DVCLive は、さまざまなプロジェクトや環境で使用できるため、軽量で柔軟性があり、アクセスしやすいライブラリです。

DVCLive統合を使用する理由

Ultralyticsドキュメントを参照し、利用可能な統合を調べると、次のような疑問が生じるかもしれません。DVCLive統合は何が特別なのか、そしてなぜ自分のワークフローにそれを選ぶべきなのか?

TensorBoardMLflowのような統合により、メトリクスの追跡や結果の視覚化のためのツールも提供されるため、この統合を際立たせる独自の特徴を理解することが不可欠です。 

DVCLiveがUltralytics YOLOプロジェクトに最適な選択肢となる理由を以下に示します。

  • 最小限のオーバーヘッド: DVCLiveは、追加の計算負荷やストレージ負荷をかけることなく、実験メトリクスを記録するのに最適なツールです。ログをプレーンテキストまたはJSONファイルとして保存するため、外部サービスやデータベースに依存することなく、既存のワークフローに簡単に統合できます。
  • DVCとのネイティブ統合: DVCの背後にあるチームによって構築されたDVCLiveは、DVCのデータおよびモデルのバージョン管理システムとスムーズに連携します。また、データセットのバージョン、モデルのチェックポイント、およびパイプラインの変更を追跡できるため、機械学習の再現性のためにDVCをすでに使用しているチームに最適です。
  • Git互換性: DVCLiveはGitと統合されているため、実験データの整理とバージョン管理を行いながら、変更の追跡、モデルの比較、以前のバージョンへの復元を簡単に行うことができます。

DVCLiveを使ってみる 

DVCLiveを使用したUltralytics YOLO11モデルのトレーニングの追跡は、想像以上に簡単です。必要なライブラリをインストールして構成すると、YOLO11モデルのカスタムトレーニングをすぐに開始できます。

トレーニング後、エポック(モデルがデータセット全体を通過する回数)、忍耐力(改善が見られない場合に停止するまでの待機時間)、ターゲット画像サイズ(トレーニングに使用される画像の解像度)などの主要な設定を調整して、精度を向上させることができます。次に、DVCLiveの視覚化ツールを使用して、モデルのさまざまなバージョンを比較し、パフォーマンスを分析できます。

モデルのトレーニングプロセスとベストプラクティスをより詳しく理解するには、Ultralytics YOLOモデルのカスタムトレーニングに関するドキュメントをご覧ください。

次に、YOLO11をカスタムトレーニングしながら、DVCLive連携をインストールして使用する方法について説明します。

要件のインストール

YOLO11のトレーニングを開始する前に、Ultralytics PythonパッケージとDVCLiveの両方をインストールする必要があります。この統合は、両方のライブラリがデフォルトでシームレスに連携するように設計されているため、複雑な構成について心配する必要はありません。

インストールプロセス全体は、以下の画像に示すように、Pythonライブラリをインストールするためのパッケージ管理ツールであるPipコマンドを1つ実行するだけで、わずか数分で完了します。 

図2. UltralyticsとDVCLiveのインストール。

パッケージをインストールしたら、環境をセットアップし、DVCLiveがスムーズに実行されるように必要な認証情報を追加できます。Gitリポジトリを設定することも、コードとDVCLive設定への変更を追跡するのに役立ちます。 

詳細なステップごとの手順やその他の役立つヒントについては、インストールガイドをご覧ください。必要なパッケージのインストール中に問題が発生した場合は、よくある問題ガイドに解決策と役立つ情報が記載されています。

DVCLiveを使用した実験トレーニング 

YOLO11 モデルのトレーニングセッションが完了したら、可視化ツールを使用して結果を詳細に分析できます。具体的には、DVC の API を使用してデータを抽出し、Pandas (データの操作を容易にする Python ライブラリで、分析と比較のためにテーブルに整理するようなことができます) で処理することで、より簡単に処理および可視化できます。 

結果をよりインタラクティブかつ視覚的に探索するために、Plotlyの平行座標プロット(異なるモデルパラメータとパフォーマンス結果の関連性を示すグラフの一種)を使用することもできます。 

最終的に、これらの視覚化から得られた洞察を使用して、モデルの最適化、ハイパーパラメータの調整、または全体的なパフォーマンスを向上させるためのその他の変更について、より適切な意思決定を行うことができます。 

YOLO11とDVCLive統合の応用

DVCLive統合を使用してYOLO11のトレーニング結果をインストールして視覚化する方法を学んだところで、この統合が強化できるアプリケーションについて見ていきましょう。

農業と精密農業

農業や食料用作物の収穫において、精度は大きな違いをもたらす可能性があります。たとえば、農家はYOLO11の物体検出とインスタンスセグメンテーションのサポートを使用して、潜在的な作物の病気を特定したり、家畜を追跡したり、害虫の発生を検出したりできます。 

特に、YOLO11は、ドローンやカメラからの画像を分析することで、植物の病気、有害な害虫、または不健康な動物の初期兆候を捉えるのに役立ちます。これらのタイプのVision AIシステムにより、農家は問題の拡大を阻止するために迅速に行動し、時間と損失を削減できます。

Fig 3. YOLO11を使用して作物を監視する例。

農場の状態は天候や季節によって常に変化するため、さまざまな状況でモデルが適切に機能するように、さまざまな画像でモデルをテストすることが重要です。農業アプリケーション向けにカスタムトレーニングされたYOLO11にDVCLive統合を使用することは、特に多様なデータセットを使用する場合に、そのパフォーマンスを追跡するのに最適な方法です。 

小売業における顧客行動分析

小売店は、AIとコンピュータビジョンを使用して顧客の行動を理解し、ショッピング体験を向上させるための改善を行うことができます。 

YOLO11は、防犯カメラからのビデオを分析することにより、人々が店内をどのように移動するか、どのエリアが最も人通りが多いか、買い物客が製品とどのようにやり取りするかを追跡できます。このデータを使用して、どの棚が最も注目を集めているか、顧客がさまざまな通路でどれくらいの時間を費やしているか、広告ディスプレイが注目されているかどうかを示すヒートマップを作成できます。 

このビジネスインテリジェンスにより、店舗オーナーは売上を増加させるために製品を再配置したり、レジの列をスピードアップしたり、顧客が最も必要とする場所にスタッフを配置して顧客を支援したりできます。

Fig 4. ショッピングモール向けにYOLO11を使用して作成されたヒートマップの例。

多くの場合、小売店は、照明条件、レイアウト、群衆の規模が異なるなど、独自の特性を持っています。これらの違いがあるため、店舗の活動を分析するために使用されるコンピュータビジョンモデルは、精度を確保するために、各場所に合わせて慎重にテストおよび調整する必要があります。たとえば、DVCLiveの統合は、YOLOv11の微調整に役立ち、小売アプリケーションでの精度と信頼性を高め、顧客の行動と店舗運営に関するより良い洞察を可能にします。

主なポイント

DVCLive統合を使用しながらYOLO11をカスタムトレーニングすることで、コンピュータビジョンの実験をより簡単に追跡および改善できます。重要な詳細が自動的に記録され、明確な視覚的結果が表示され、モデルのさまざまなバージョンを比較できます。 

農場の生産性を向上させる場合でも、店舗でのショッピング体験を改善する場合でも、この統合により、Vision AIモデルが確実に優れたパフォーマンスを発揮します。実験の追跡により、モデルを体系的にテスト、改良、最適化し、精度とパフォーマンスを継続的に向上させることができます。

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