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使用Ultralytics YOLO11 在Google Colab 上进行图像分割

Abirami Vina

4 分钟阅读

2024年12月30日

了解如何有效使用Ultralytics YOLO11 进行图像分割,利用Google Colab 上的汽车零部件数据集进行无缝培训和测试。

Ultralytics YOLO 型号,如最新的 Ultralytics YOLO11支持各种计算机视觉任务,如物体检测、图像分类和实例分割。这些任务中的每一项都旨在复制人类视觉的一个特定方面,使机器能够看到并解释周围的世界。 

例如,想象一下艺术课上的学生如何拿起铅笔并勾勒出图画中的物体。在幕后,他们的大脑正在执行分割——将对象与背景和其他元素区分开。图像分割使用人工智能 (AI) 实现类似的目标,将视觉数据分解为有意义的部分,供机器理解。这项技术可以应用于许多行业的各种应用中。 

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图 1. Ultralytics YOLO11 用于segment 图像中的物体。

一个实际的例子是汽车零件分割。通过识别和分类车辆的特定组件,图像分割可以简化汽车制造、维修和电子商务目录等行业的流程。

在本文中,我们将探讨如何使用Ultralytics YOLO11、Google Colab 和Roboflow Carparts Segmentation 数据集来构建一个能够准确识别和segment 汽车零部件的解决方案。

Ultralytics YOLO11 易于使用

Ultralytics YOLO11 是在COCO 数据集上预先训练好的模型,涵盖 80 种不同的对象类别。但是,对于特定的应用,例如分割汽车零件,可以对模型进行定制训练,以更好地适应您的数据集和使用案例。这种灵活性使YOLO11 在通用任务和高度专业化任务中都能表现出色。

自定义训练包括使用预先训练好YOLO11 模型,并在新的数据集上对其进行微调。通过提供与您的任务相关的标注示例,模型可以学会识别和segment 您的项目所独有的对象。与依赖通用的预训练权重相比,定制训练可确保更高的准确性和相关性。

为自定义训练设置YOLO11 非常简单。只需极少的设置,您就可以加载模型和数据集,开始训练,并在训练过程中监控损失和准确性等指标。YOLO11 还包括用于验证和评估的内置工具,让您可以更轻松地评估模型的性能。 

在Google Colab 上运行Ultralytics YOLO11

在定制培训YOLO11 时,有几种不同的环境设置选项。Google Colab 是最便捷的选择之一。以下是使用Google Colab 进行YOLO11 培训的一些优势:

  • 免费获取资源: Google Colab 提供GPU(图形处理单元) 和 TPUTensor 处理单元),让您无需昂贵的硬件即可训练YOLO11 。
  • 协作环境:
    Google
  • 预装库:借助PyTorch 和TensorFlow 等预装工具,Google Colab 可简化设置过程,帮助您快速上手。
  • 云端集成:您可以从Google Drive、GitHub 或其他云端资源轻松加载数据集,从而简化数据准备和存储过程。
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图 2. Google ColabYOLO11 笔记本。

Ultralytics 还专门为YOLO11 培训提供了预配置的Google Colab 笔记本。该笔记本包含从模型培训到性能评估所需的一切内容,使培训过程简单明了。这是一个很好的起点,可以让您专注于根据具体需求对模型进行微调,而不必担心复杂的设置步骤。

Roboflow 汽车零部件分类数据集概览

确定训练环境后,下一步就是收集数据或选择合适的数据集来分割汽车零件。Roboflow 汽车部件分割数据集可在Roboflow Universe 上获取,该数据集由 Roboflow 维护,Roboflow 是一个为构建、训练和部署计算机视觉模型提供工具的平台。该数据集包括 3156 张训练图像、401 张验证图像和 276 张测试图像,所有图像都带有高质量的汽车部件注释,如保险杠、车门、后视镜和车轮。

通常,您需要从Roboflow Universe 下载数据集,然后在Google Collab 上手动设置数据集以进行训练。然而,Ultralytics Python 软件包通过提供无缝集成和预配置工具,简化了这一过程。

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图 3. 汽车零件分割数据集中的示例。

有了Ultralytics,数据集就可以通过一个预先配置好的 YAML 文件使用了,其中包括数据集路径、类标签和其他训练参数。这样您就可以轻松完成设置,快速加载数据集,直接开始训练模型。此外,数据集的结构还包括专用的训练集、验证集和测试集,使监控进度和评估性能变得更加容易。

通过利用Roboflow Carparts 细分数据集和Ultralytics YOLO11 提供的工具,您可以在Google Colab 等平台上高效地构建细分模型,实现无缝工作流程。这种方法缩短了设置时间,使您能够专注于完善模型,以满足实际应用的需要。

汽车零件分割的实际应用

汽车零件分割在不同的行业中具有各种实际用途。例如,在维修店中,它可以帮助快速识别和分类损坏的组件,从而使维修过程更快、更高效。同样,在保险行业中,分割模型可以通过分析损坏车辆的图像以识别受影响的零件来自动进行理赔评估。这加快了理赔过程,减少了错误,并为保险公司和客户节省了时间。

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图 4.使用YOLO 对汽车部件进行分割。

在制造方面,分割通过检查汽车零件的缺陷、确保一致性和减少浪费来支持质量控制。这些应用展示了汽车零件分割如何通过使流程更安全、更快和更准确来改变行业。

分步指南:在Google Colab 上使用YOLO11 

现在,我们已经介绍了所有细节,是时候将所有内容整合在一起了。要开始学习,您可以查看我们的 YouTube 视频,该视频将指导您完成设置、培训和验证用于汽车零部件细分的YOLO11 模型的整个过程。

以下是所涉及步骤的快速概述:

  • 在Google Colab 上设置环境:启用GPU 支持并安装Ultralytics Python 软件包,为模型训练做好准备。
  • 加载YOLO11 模型
  • 使用数据集训练模型:在训练过程中使用 "carparts-yaml"文件自动下载、配置和使用Roboflow Carparts 分割数据集。调整epochs、图像大小和批量大小等参数,对模型进行微调。
  • 监控训练进度:跟踪关键性能指标,如分段损失和平均精度mAP),以确保模型按预期改进。
  • 验证和部署模型:在验证集上测试训练后的模型,以确认其准确性,并将其导出用于实际应用,如质量控制或保险理赔处理。

使用YOLO11 进行汽车零部件细分的优势

YOLO11 是一款可靠、高效的汽车零部件细分工具,具有一系列优势,是各种实际应用的理想选择。以下是其主要优点:

  • 速度和效率:
    YOLO11
  • 高精度:该模型擅长检测和分割单个图像中的多个对象,确保精确识别汽车零件。
  • 可扩展性
    YOLO11
  • 多种 集成:Ultralytics 支持与Google Colab、Ultralytics Hub 等平台以及其他流行工具的集成,从而提高了开发人员的灵活性和可访问性。

在Google Collab 上与YOLO11 合作的技巧

虽然Google Colab 让机器学习工作流变得更容易处理,但如果你是新手,可能需要花一点时间来适应它。一开始,浏览基于云的设置、运行时设置和会话限制可能会感觉很棘手,但有一些小技巧可以让事情变得更加顺利。

以下是一些需要记住的注意事项:

  • 首先在运行时设置中启用GPU 加速,以加快训练速度。
  • 由于Colab在云中运行,请确保您具有稳定的互联网连接,以便访问数据集和存储库等资源。
  • 在Google Drive 或 GitHub 中整理文件和数据集,以便在 Colab 中轻松加载和管理。
  • 如果您在Colab的免费层上遇到内存限制,请尝试在训练期间减小图像大小或批次大小。
  • 请记住定期保存您的模型和结果,因为Colab会话有时间限制,您不希望丢失进度。 

通过YOLO11实现更多

Ultralytics YOLO11 与Google Colab 等平台和Roboflow Carparts Segmentation 数据集等数据集相结合,使图像分割变得简单易行。YOLO11 具有直观的工具、预训练模型和简便的设置,让您可以轻松地进入高级计算机视觉任务。 

无论您是要提高汽车安全性、优化生产,还是要构建创新的人工智能应用,这一组合都能为您提供帮助您取得成功的工具。有了Ultralytics YOLO11,您不仅可以建立模型,还可以为现实世界中更智能、更高效的解决方案铺平道路。

要了解更多信息,请查看我们的GitHub存储库,并与我们的社区互动。 在我们的解决方案页面上探索自动驾驶汽车农业计算机视觉中的AI应用。 🚀

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