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Ultralytics YOLOv88のML実験トラッキング統合を探る

Abirami Vina

4分で読めます

2024年8月30日

YOLOv8 モデルトレーニング実験をtrack ・モニターするための様々なオプションについて、さらに詳しく知ってください。ツールを比較して、あなたのニーズに最適なものを見つけてください。

データを収集し、アノテーションを付けUltralytics YOLOv8 モデルのようなモデルをトレーニングすることは、あらゆるコンピュータビジョンプロジェクトの中核です。多くの場合、最適なモデルを作成するために、カスタムモデルを異なるパラメータで複数回トレーニングする必要があります。トレーニング実験をtrack するツールを使用することで、コンピュータビジョンプロジェクトの管理を少し簡単にすることができます。実験追跡とは、使用したパラメータ、得られた結果、途中で行った変更など、トレーニング実行の詳細を記録するプロセスです。 

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図1. 実験の追跡がコンピュータビジョンプロジェクトにどのように適合するかを示す図。 

これらの詳細を記録しておくことは、結果を再現し、何がうまくいき、何がうまくいかないかを理解し、モデルを微調整するのに役立ちます。組織にとっては、チーム全体で一貫性を維持し、コラボレーションを促進し、明確な監査証跡を提供します。個人にとっては、アプローチを改善し、時間の経過とともに優れた結果を達成できる、明確で整理された作業ドキュメントを維持することです。 

この記事では、YOLOv8 実験の管理・モニタリングに利用できる様々なトレーニングインテグレーションをご紹介します。あなたが一人でやっているにせよ、大きなチームの一員としてやっているにせよ、適切なトラッキングツールを理解し使用することで、YOLOv8 プロジェクトの成功に真の違いをもたらすことができます。

MLflowを使用した機械学習実験の追跡

MLflowはDatabricks社が開発したオープンソースのプラットフォームで、機械学習のライフサイクル全体の管理を容易にします。MLflow TrackingはMLflowの重要なコンポーネントで、データサイエンティストやエンジニアが機械学習実験を記録・可視化するのに役立つAPIとユーザーインターフェースを提供します。Python、REST、Java、R APIを含む複数の言語とインターフェースをサポートしています。 

MLflowトラッキングはYOLOv8スムーズに統合され、精度、再現率、損失などの重要なメトリクスをモデルから直接記録することができます。 YOLOv8での MLflow のセットアップは簡単で、デフォルトのローカルホストのセットアップを使用したり、様々なデータストアに接続したり、リモート MLflow トラッキングサーバーを起動してすべてを整理したりと、柔軟なオプションが用意されています。

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図2. MLflowトラッキング環境の一般的なセットアップ。画像ソース:MLflow tracking。

MLflowがお客様のプロジェクトに適したツールかどうかを判断するための参考情報を以下に示します。

  • 拡張性: MLflowは、シングルマシンでの作業から大規模クラスタへのデプロイまで、ニーズに合わせて柔軟に拡張できます。プロジェクトが開発から本番環境へのスケールアップを伴う場合、MLflowはこの成長をサポートできます。
  • プロジェクトの複雑さ: MLflowは、徹底的な追跡、モデル管理、およびデプロイ機能を必要とする複雑なプロジェクトに最適です。プロジェクトにこれらのフルスケールの機能が必要な場合、MLflowはワークフローを効率化できます。
  • セットアップとメンテナンス: 強力なMLflowですが、学習コストとセットアップのオーバーヘッドが伴います。 

コンピュータ・ビジョンのモデル追跡におけるWeights & Biases (W&B)の利用

Weights & Biases 、機械学習実験を追跡、可視化、管理するためのMLOpsプラットフォームです。W&BをYOLOv8使用することで、トレーニングや微調整を行いながらモデルのパフォーマンスを監視することができます。W&Bのインタラクティブなダッシュボードは、これらのメトリクスの明確でリアルタイムなビューを提供し、トレンドの発見、モデルのバリエーションの比較、トレーニングプロセス中の問題のトラブルシューティングを容易にします。

W&Bは、トレーニング指標とモデルチェックポイントを自動的にログに記録します。また、学習率やバッチサイズなどのハイパーパラメータの微調整にも使用できます。このプラットフォームは、ローカルマシンでの実行の追跡から、クラウドストレージを使用した大規模プロジェクトの管理まで、幅広い設定オプションをサポートしています。

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図3.Weights & Biases実験追跡ダッシュボードの例。画像ソース:Weights & Biases 実験track 。

ここでは、Weights & Biases あなたのプロジェクトに適したツールであるかどうかを判断するためのインプットをいくつか紹介します:

  • 視覚化と追跡の強化:W&Bは、トレーニングメトリクスとモデルのパフォーマンスをリアルタイムで視覚化するための直感的なダッシュボードを提供します。 
  • 料金モデル: 料金は追跡時間に基づいており、予算が限られているユーザーや、トレーニング時間が長いプロジェクトには理想的ではない可能性があります。

ClearMLMLOps実験のトラッキング

ClearML 、機械学習ワークフローの自動化、監視、オーケストレーションのために設計されたオープンソースのMLOpsプラットフォームです。PyTorch、TensorFlow、Kerasなどの一般的な機械学習フレームワークをサポートし、既存のプロセスと簡単に統合できます。また、ClearML ローカルマシンやクラウドでの分散コンピューティングをサポートし、CPU やGPU 使用状況を監視することができます。

YOLOv8 ClearML統合により、実験追跡、モデル管理、リソース監視のためのツールが提供されます。このプラットフォームの直感的なウェブUIでは、データの可視化、実験の比較、損失、精度、検証スコアなどの重要なメトリクスのリアルタイムtrack 可能です。この統合は、リモート実行、ハイパーパラメータのチューニング、モデルのチェックポイントなどの高度な機能もサポートしています。

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図4.ClearML実験追跡ビジュアライゼーションの例。画像ソースClear MLによる実験のトラッキングと結果の可視化。

ClearML があなたのプロジェクトに適したツールかどうかを判断するためのインプットをいくつか紹介します:

  • 高度な実験追跡の必要性ClearML は Git との自動統合を含む強固な実験トラッキングを提供します。
  • 柔軟なデプロイメント:ClearML 、オンプレミス、クラウド、Kubernetesクラスタ上で使用でき、さまざまなセットアップに適応します。

Comet MLを使ったトレーニング実験の追跡

Comet MLは、機械学習実験の管理とtrack 支援するユーザーフレンドリーなプラットフォームです。YOLOv8 Comet MLを統合することで、実験のログを取り、結果を時系列で見ることができます。この統合により、トレンドの発見や異なる実験の比較が容易になります。 

Comet MLは、クラウド、仮想プライベートクラウド(VPC)、あるいはオンプレミスでも使用できるため、さまざまなセットアップやニーズに適応できる。このツールはチームワークのために設計されている。プロジェクトを共有し、チームメイトをタグ付けし、コメントを残すことで、全員が同じページにとどまり、実験を正確に再現することができる。

ここでは、Comet MLがあなたのプロジェクトに適したツールであるかどうかを判断するためのインプットをいくつか紹介します:

  • 複数のフレームワークと言語をサポート Comet MLは以下の言語で動作します PythonやJavaScript、Java、Rなどと連携し、プロジェクトで使用するツールや言語に関係なく、汎用性の高いオプションとなっている。
  • カスタマイズ可能なダッシュボードとレポート:Comet MLのインターフェイスは高度にカスタマイズ可能であるため、プロジェクトに最も適したレポートやダッシュボードを作成することができます。
  • コスト Comet MLは商用プラットフォームであり、一部の高度な機能には有料のサブスクリプションが必要です。

TensorBoardは可視化に役立ちます

TensorBoardは、TensorFlow 実験のために特別に設計された強力な可視化ツールキットですが、幅広い機械学習プロジェクトのメトリクスを追跡して可視化するための優れたツールでもあります。そのシンプルさとスピードで知られるTensorBoardは、ユーザが簡単に主要なメトリクスをtrack し、モデルグラフ、エンベッディング、その他のデータタイプを可視化することを可能にします。

YOLOv8TensorBoardを使用する大きな利点の1つは、プリインストールされているため、追加のセットアップが不要であることだ。もう1つの利点は、TensorBoardが完全にオンプレミスで実行できることです。これは、厳しいデータプライバシー要件があるプロジェクトや、クラウドアップロードが選択できない環境にあるプロジェクトにとって、特に重要です。

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図5.TensorBoardを使用したYOLOv8 モデル学習のモニタリング。

TensorBoardがお客様のプロジェクトに適したツールかどうかを判断するための参考情報を以下に示します。

  • What-If Tool(WIT)による説明性:TensorBoardには、MLモデルの探索と理解のための使いやすいインターフェイスを提供するWhat-If Toolが含まれています。これは、ブラックボックスモデルに関する洞察を得て、説明性を向上させたいと考えている人にとって価値があります。
  • シンプルな実験追跡: TensorBoardは、基本的な追跡ニーズには最適ですが、実験の比較が制限されており、堅牢なチームコラボレーション機能、バージョン管理、プライバシー管理がありません。

ML実験の追跡にDVCLive(Data Version Control Live)を使用

YOLOv8DVCLiveの統合は、Gitに大きなファイルを保存することなく、データセット、モデル、コードを一緒にバージョン管理することで、実験をtrack ・管理する合理的な方法を提供します。Gitのようなコマンドを使用し、追跡されたメトリクスをプレーン・テキスト・ファイルに保存することで、バージョン管理を容易にします。DVCLiveは、主要なメトリクスを記録し、結果を視覚化し、リポジトリを乱雑にすることなく実験をきれいに管理します。幅広いストレージ・プロバイダをサポートし、ローカルでもクラウドでも動作します。DVCLiveは、追加のインフラストラクチャやクラウドに依存することなく、実験追跡を合理化したいチームに最適です。

Ultralytics HUBを使用したUltralytics モデルとワークフローの管理

Ultralytics HUBは、以下のようなUltralytics YOLO モデルの トレーニング展開、管理を簡素化するために設計された、社内のオールインワン・プラットフォームです。 YOLOv5および YOLOv8.外部との統合とは異なり、Ultralytics HUBはYOLO ユーザーのために特別に作られたシームレスでネイティブな体験を提供します。データセットのアップロード、事前学習済みモデルの選択、クラウドリソースを使用したトレーニングの開始が、すべてHUBの使いやすいインターフェイス上で簡単に行えます。UltralyticsHUBは実験のトラッキングもサポートしており、トレーニングの進捗状況の監視、結果の比較、モデルの微調整を簡単に行うことができます。

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図7. Ultralytics HUBを使用したYOLOv8 モデルトレーニングのモニタリング。

主なポイント

機械学習実験のトラッキングに適切なツールを選択することで、大きな違いが生まれます。今回取り上げたツールはすべてYOLOv8 学習実験をトラッキングするのに役立ちますが、それぞれの長所と短所を比較検討し、あなたのプロジェクトに最適なものを見つけることが重要です。適切なツールは、あなたを整理し、YOLOv8 モデルのパフォーマンス向上に役立ちます! 

統合は、あなたの革新的なプロジェクトでのYOLOv8 使用を簡素化し、進捗を加速させます。よりエキサイティングなYOLOv8 インテグレーションを調べるには、私たちのドキュメントをご覧ください。

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