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Google Colab에서 Ultralytics YOLO11을 사용한 이미지 분할

Abirami Vina

4분 소요

2024년 12월 30일

Google Colab에서 자동차 부품 데이터 세트를 활용하여 원활한 학습 및 테스트를 위해 Ultralytics YOLO11을 이미지 분할에 효과적으로 사용하는 방법을 알아보세요.

최신 Ultralytics YOLO11과 같은 Ultralytics YOLO 모델은 객체 감지, 이미지 분류 및 인스턴스 분할과 같은 다양한 컴퓨터 비전 작업을 지원합니다. 이러한 각 작업은 인간 시각의 특정 측면을 복제하여 기계가 주변 세계를 보고 해석할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 

예를 들어 미술 수업에서 학생이 연필을 집어 그림에서 객체의 윤곽을 그리는 방법을 생각해 보세요. 이면에서는 뇌가 객체를 배경 및 다른 요소와 구별하는 분할을 수행하고 있습니다. 이미지 분할은 인공 지능(AI)을 사용하여 유사한 목표를 달성하여 기계가 이해할 수 있도록 시각적 데이터를 의미 있는 부분으로 나눕니다. 이 기술은 여러 산업 분야에서 다양한 애플리케이션에 사용될 수 있습니다. 

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그림 1. 이미지에서 객체를 분할하는 데 사용되는 Ultralytics YOLO11.

실용적인 예 중 하나는 자동차 부품 분할입니다. 차량의 특정 구성 요소를 식별하고 분류함으로써 이미지 분할은 자동차 제조, 수리 및 전자 상거래 카탈로그와 같은 산업의 프로세스를 간소화할 수 있습니다.

이 기사에서는 Ultralytics YOLO11, Google Colab 및 Roboflow Carparts Segmentation 데이터 세트를 사용하여 자동차 부품을 정확하게 식별하고 분할할 수 있는 솔루션을 구축하는 방법을 살펴봅니다.

Ultralytics YOLO11은 사용하기 쉽습니다.

Ultralytics YOLO11은 80개의 서로 다른 객체 클래스를 포함하는 COCO 데이터 세트에서 학습된 사전 학습된 모델로 제공됩니다. 그러나 자동차 부품 분할과 같은 특정 애플리케이션의 경우 모델을 사용자 정의 학습하여 데이터 세트와 사용 사례에 더 적합하게 만들 수 있습니다. 이러한 유연성을 통해 YOLO11은 범용 작업과 고도로 특수화된 작업 모두에서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있습니다.

사용자 정의 학습은 사전 학습된 YOLO11 모델을 사용하고 새 데이터 세트에서 미세 조정하는 것을 포함합니다. 작업에 특정한 레이블이 지정된 예제를 제공함으로써 모델은 프로젝트에 고유한 객체를 인식하고 분할하는 방법을 학습합니다. 사용자 정의 학습은 일반적인 사전 학습된 가중치에 의존하는 것보다 더 높은 정확도와 관련성을 보장합니다.

사용자 정의 학습을 위해 YOLO11을 설정하는 것은 간단합니다. 최소한의 설정으로 모델과 데이터 세트를 로드하고, 학습을 시작하고, 프로세스 중에 손실 및 정확도와 같은 메트릭을 모니터링할 수 있습니다. YOLO11에는 유효성 검사 및 평가를 위한 기본 제공 도구도 포함되어 있어 모델이 얼마나 잘 수행되고 있는지 쉽게 평가할 수 있습니다. 

Google Colab에서 Ultralytics YOLO11 실행

YOLO11을 사용자 정의 학습할 때 환경을 설정하는 데는 몇 가지 다른 옵션이 있습니다. 가장 접근하기 쉽고 편리한 선택 중 하나는 Google Colab입니다. 다음은 YOLO11 학습에 Google Colab을 사용하는 경우의 몇 가지 장점입니다.

  • 리소스에 대한 무료 액세스: Google Colab은 GPU(그래픽 처리 장치) 및 TPU(텐서 처리 장치)를 제공하므로 비용이 많이 드는 하드웨어 없이 YOLO11을 학습할 수 있습니다.
  • 협업 환경: Google Colab을 사용하면 노트북을 공유하고, Google Drive에 작업을 저장하고, 쉬운 협업 및 버전 추적을 통해 팀워크를 간소화할 수 있습니다.
  • 사전 설치된 라이브러리: PyTorch 및 TensorFlow와 같은 사전 설치된 도구를 통해 Google Colab은 설정 프로세스를 간소화하고 빠르게 시작할 수 있도록 도와줍니다.
  • 클라우드 통합: Google Drive, GitHub 또는 기타 클라우드 소스에서 데이터 세트를 쉽게 로드하여 데이터 준비 및 스토리지를 간소화할 수 있습니다.
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그림 2. Google Colab YOLO11 노트북.

Ultralytics는 또한 YOLO11 학습을 위해 특별히 사전 구성된 Google Colab 노트북을 제공합니다. 이 노트북에는 모델 학습에서 성능 평가에 이르기까지 필요한 모든 것이 포함되어 있어 프로세스를 간단하고 쉽게 따라할 수 있습니다. 훌륭한 시작점이며 복잡한 설정 단계에 대해 걱정하지 않고 특정 요구 사항에 맞게 모델을 미세 조정하는 데 집중할 수 있습니다.

Roboflow Carparts Segmentation 데이터 세트 개요

학습 환경을 결정한 후 다음 단계는 데이터를 수집하거나 자동차 부품을 분할하는 데 적합한 데이터 세트를 선택하는 것입니다. Roboflow Universe에서 사용할 수 있는 Roboflow Carparts Segmentation 데이터 세트는 컴퓨터 비전 모델을 구축, 학습 및 배포하기 위한 도구를 제공하는 플랫폼인 Roboflow에서 관리합니다. 이 데이터 세트에는 범퍼, 도어, 거울 및 휠과 같은 자동차 부품에 대한 고품질 주석이 포함된 3,156개의 학습 이미지, 401개의 유효성 검사 이미지 및 276개의 테스트 이미지가 포함되어 있습니다.

일반적으로 Roboflow Universe에서 데이터 세트를 다운로드하여 Google Collab에서 학습하도록 수동으로 설정해야 합니다. 그러나 Ultralytics Python 패키지는 원활한 통합 및 사전 구성된 도구를 제공하여 이 프로세스를 간소화합니다.

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Fig 3. 자동차 부품 분할 데이터 세트의 예시입니다.

Ultralytics를 사용하면 데이터 세트 경로, 클래스 레이블 및 기타 학습 파라미터를 포함하는 사전 구성된 YAML 파일을 통해 데이터 세트를 즉시 사용할 수 있습니다. 이를 통해 설정을 처리하므로 데이터 세트를 빠르게 로드하고 모델 학습을 바로 시작할 수 있습니다. 또한 데이터 세트는 전용 학습, 검증 및 테스트 세트로 구성되어 진행 상황을 모니터링하고 성능을 평가하기가 더 쉽습니다.

Ultralytics YOLO11에서 제공하는 도구와 함께 Roboflow Carparts Segmentation Dataset을 활용하면 Google Colab과 같은 플랫폼에서 분할 모델을 효율적으로 구축할 수 있는 원활한 워크플로를 구축할 수 있습니다. 이 접근 방식은 설정 시간을 줄여 실제 애플리케이션에 맞게 모델을 개선하는 데 집중할 수 있도록 합니다.

자동차 부품 분할의 실제 응용 분야

자동차 부품 분할은 다양한 산업 분야에서 다양한 실용적인 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 수리점에서는 손상된 부품을 신속하게 식별하고 분류하여 수리 프로세스를 더 빠르고 효율적으로 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 마찬가지로 보험 업계에서는 손상된 차량 이미지를 분석하여 영향을 받은 부품을 식별함으로써 분할 모델이 클레임 평가를 자동화할 수 있습니다. 이렇게 하면 클레임 프로세스 속도가 빨라지고 오류가 줄어들며 보험사와 고객 모두 시간을 절약할 수 있습니다.

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Fig 4. YOLO를 사용하여 자동차 부품 분할.

제조와 관련하여 분할은 자동차 부품의 결함을 검사하여 품질 관리를 지원하고 일관성을 보장하며 낭비를 줄입니다. 이러한 응용 분야는 자동차 부품 분할이 프로세스를 더 안전하고 빠르며 정확하게 만들어 산업을 어떻게 변화시킬 수 있는지 보여줍니다.

단계별 가이드: Google Colab에서 YOLO11 사용 

이제 모든 세부 사항을 다루었으므로 모든 것을 함께 사용할 시간입니다. 시작하려면 자동차 부품 분할을 위한 YOLO11 모델 설정, 학습 및 검증의 전체 프로세스를 안내하는 YouTube 비디오를 확인하십시오.

다음은 관련된 단계에 대한 간략한 개요입니다.

  • Google Colab에서 환경 설정: 모델 학습을 준비하려면 GPU 지원을 활성화하고 Ultralytics Python 패키지를 설치하십시오.
  • YOLO11 모델 로드: 시간을 절약하고 자동차 부품 분할을 위한 기존 기능을 활용하려면 사전 학습된 YOLO11 분할 모델로 시작하십시오.
  • 데이터 세트로 모델 학습: 학습 중에 “carparts-seg.yaml” 파일을 사용하여 Roboflow Carparts Segmentation Dataset을 자동으로 다운로드, 구성 및 사용하십시오. epochs, 이미지 크기 및 배치 크기와 같은 파라미터를 조정하여 모델을 미세 조정하십시오.
  • 학습 진행 상황 모니터링: 분할 손실 및 평균 평균 정밀도(mAP)와 같은 주요 성능 지표를 추적하여 모델이 예상대로 개선되는지 확인하십시오.
  • 모델 검증 및 배포: 검증 세트에서 학습된 모델을 테스트하여 정확도를 확인하고 품질 관리 또는 보험 청구 처리와 같은 실제 응용 분야에 맞게 내보내십시오.

자동차 부품 분할에 YOLO11을 사용하는 이점

YOLO11은 자동차 부품 분할을 위한 안정적이고 효율적인 도구로, 다양한 실제 응용 분야에 이상적인 다양한 이점을 제공합니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.

  • 속도 및 효율성: YOLO11은 높은 정확도를 유지하면서 이미지를 빠르게 처리하므로 품질 관리 및 자율 주행 차량과 같은 실시간 작업에 적합합니다.
  • 높은 정확도: 이 모델은 단일 이미지 내에서 여러 객체를 감지하고 분할하는 데 탁월하여 자동차 부품을 정확하게 식별할 수 있습니다.
  • 확장성: YOLO11은 대규모 데이터 세트와 복잡한 분할 작업을 처리할 수 있으므로 산업 응용 분야에 맞게 확장할 수 있습니다.
  • 다중 통합: Ultralytics는 Google Colab, Ultralytics Hub 및 기타 널리 사용되는 도구와의 통합을 지원하여 개발자의 유연성과 접근성을 향상시킵니다.

Google Collab에서 YOLO11 작업하기 위한 팁

Google Colab은 머신 러닝 워크플로를 훨씬 쉽게 처리할 수 있지만 처음 사용하는 경우 익숙해지는 데 약간의 시간이 걸릴 수 있습니다. 클라우드 기반 설정, 런타임 설정 및 세션 제한을 탐색하는 것이 처음에는 까다롭게 느껴질 수 있지만 상황을 훨씬 원활하게 만들 수 있는 몇 가지 팁이 있습니다.

다음은 염두에 두어야 할 몇 가지 고려 사항입니다.

  • 먼저 런타임 설정에서 GPU 가속을 활성화하여 학습 속도를 높입니다. 
  • Colab은 클라우드에서 실행되므로 데이터 세트 및 리포지토리와 같은 리소스에 액세스하려면 안정적인 인터넷 연결이 되어 있는지 확인하세요.
  • Colab 내에서 파일을 쉽게 로드하고 관리할 수 있도록 Google Drive 또는 GitHub에 파일과 데이터 세트를 정리하세요.
  • Colab의 무료 티어에서 메모리 제한이 발생하면 학습 중에 이미지 크기 또는 배치 크기를 줄여보세요.
  • Colab 세션에는 시간 제한이 있으므로 모델과 결과를 정기적으로 저장하여 진행 상황이 손실되지 않도록 하세요. 

YOLO11로 더 많은 것을 달성하세요

Ultralytics YOLO11은 Google Colab과 같은 플랫폼 및 Roboflow Carparts Segmentation 데이터 세트와 결합되어 이미지 분할을 간단하고 접근하기 쉽게 만들어 줍니다. 직관적인 도구, 사전 학습된 모델 및 간편한 설정을 통해 YOLO11을 사용하면 고급 컴퓨터 비전 작업을 쉽게 시작할 수 있습니다. 

자동차 안전을 개선하든, 제조를 최적화하든, 혁신적인 AI 애플리케이션을 구축하든, 이 조합은 성공에 도움이 되는 도구를 제공합니다. Ultralytics YOLO11을 사용하면 모델을 구축하는 것뿐만 아니라 실제 세계에서 더 스마트하고 효율적인 솔루션을 위한 길을 열 수 있습니다.

자세한 내용을 알아보려면 GitHub 리포지토리를 확인하고 커뮤니티에 참여하세요. 솔루션 페이지에서 자율 주행 자동차농업용 컴퓨터 비전의 AI 애플리케이션을 살펴보세요. 🚀

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