Ultralytics YOLO26 更快、以边缘计算为先的设计所带来的影响

本周早些时候，Ultralytics 正式推出了 Ultralytics YOLO26，这是一个更快、更轻、更小的 YOLO 模型，旨在重新定义计算机视觉系统在边缘端的性能表现。YOLO26 支持与以往 YOLO 模型相同的核心视觉任务，包括目标检测和实例分割。

图 1. 使用 Ultralytics YOLO26 进行对象分割的示例。

Ultralytics YOLO26 与以往模型最明显的区别在于其设计运行的环境。YOLO26 没有把主要精力放在优化云端图形处理器（GPU）或基准测试驱动的性能上，而是从零开始，专为在边缘设备和嵌入式硬件上的实际部署而设计。

随着计算机视觉从研究走向生产，性能限制的现实变得越来越清晰。边缘环境的特点是严格的延迟预算、有限的内存、功耗和散热限制，以及在不同平台上保持可预测行为的需求。

在这些设置中，系统整体性能不仅取决于原始推理速度，还取决于整个流水线的运行效率。后处理开销、内存压力和特定于平台的执行路径往往是瓶颈所在。

Ultralytics YOLO26 采取了更快、边缘优先的方法，关注整个推理管道而非单个模型指标，从而应对这些挑战。通过聚焦边缘优化、简化推理管道并移除不必要的后处理步骤，YOLO26 提升了速度，带来了更低的延迟以及生产环境中更可靠的表现。

在这篇文章中，我们将探讨 Ultralytics YOLO26 的架构选择是如何转化为实际性能提升的，以及为什么在边缘端更快能从根本上改变下一代计算机 vision 应用的潜力。

边缘部署的现实#

在边缘端运行计算机视觉模型与在云端运行有很大不同。在云环境中，系统通常可以访问强大的 GPU、大量的内存和稳定的硬件。在边缘端，同样的假设并不适用。

大多数边缘部署运行在多样化的硬件架构上，而非 GPU 上。设备通常使用多个专用处理器来完成不同任务，这些处理器针对效率和低功耗进行了优化，而不是针对云端 GPU 的原始计算能力。

延迟是另一个主要约束。边缘系统通常在严格的实时限制下运行，即使是很小的延迟也可能影响响应能力或安全性。在这种情况下，端到端延迟比原始推理速度更重要。一个模型在纸面上可能很快，但一旦加上后处理和数据移动，表现就会大打折扣。

内存也起着重要作用。许多边缘设备内存有限且缓存共享。即使模型本身高效，大型中间张量和低效的内存使用也可能拖慢系统速度。

功耗和散热限制增加了进一步的约束。边缘设备通常在没有主动散热的情况下运行，且功耗预算固定。性能必须高效且可持续，而不仅仅是短时间内的高速爆发。

最重要的是，边缘部署需要一致性。模型必须在不同设备和运行时上表现一致。特定于平台的代码或复杂的后处理步骤可能会引入细微的差异，从而使系统更难部署和维护。

图 2. 关注边缘部署的限制。图片由作者提供。

这些约束定义了边缘侧性能的真正含义。换句话说，性能是由整个流水线定义的，而不是由单一指标定义的。

为什么边缘视觉需要不同的性能模型#

那么，边缘部署的约束与为边缘构建的计算机视觉模型的要求有何关联？一旦模型从研究设置进入实际系统，这种联系就变得清晰了。

在云环境中，性能通常使用推理速度和准确度等基准进行衡量。在边缘侧，这些指标只能反映部分情况。视觉系统通常跨异构硬件运行，其中神经网络推理卸载到专用加速器，而流水线的其他部分则在通用处理器上运行。

在这种背景下，模型速度是不够的。模型部署后的整体系统表现才是关键。一个模型自身可能看起来很快，但如果后处理、数据移动或特定平台步骤增加了开销，它仍然会表现不佳。

这就是为什么边缘视觉需要一个专注于系统级效率而非孤立基准测试的性能模型。Ultralytics YOLO26 通过专注于边缘优先优化、精简推理以及为实际部署构建的端到端执行，体现了这一转变。

速度的基础：以边缘计算为先的设计#

在边缘侧，性能由模型与设备实际硬件架构的匹配程度来定义。以边缘计算为先进行设计，可确保视觉系统在真实平台间可靠运行，无论其配备的处理单元组合如何。

以边缘计算为先的方法优先考虑跨异构硬件的可预测且高效的执行，而不是事后调整那些针对云端 GPU 优化的模型。简单来说，这意味着倾向于那些能很好地转化为神经网络加速器的操作，最大限度地减少模型外部的非神经网络工作，并减少可能拖慢端到端执行的不必要复杂性。

Ultralytics YOLO26 在设计时充分考虑了这些限制条件。其架构专注于稳定一致的性能，而非理想条件下的峰值吞吐量。通过简化执行路径并消除不必要的计算，YOLO26 减少了整个推理管道的开销，并更好地利用了设备的可用加速和内存层级。

这种方法还提高了可靠性。边缘优先优化带来了更可预测的耗时和更少的性能峰值，这对于实时系统至关重要。Ultralytics YOLO26 没有依赖专用硬件或繁重的后处理来获得速度，而是强调整个推理管道中的效率。

端到端推理与后处理的代价#

你可能想知道消除不必要的后处理步骤意味着什么。为了理解这一点，让我们退一步看看传统的目标检测系统是如何工作的。

在许多目标检测流水线中，推理并不会在模型产生预测时结束。相反，模型会输出大量重叠的边界框，这些边界框在被使用之前需要进行过滤和精炼。这种清理工作通过在模型本身之外运行的后处理步骤来完成。

最常见后处理步骤之一是非极大值抑制，即 NMS。NMS 会比较重叠的边界框，只保留置信度最高检测结果，并移除指向同一目标的重复项。虽然这种方法很有效，但它在推理完成后引入了额外的计算。

图 3. 了解 NMS。图片由作者提供。

在边缘侧，这种额外的工作是有代价的。像 NMS 这样的后处理步骤并不适合用于神经网络推理的专用加速器，因为这些加速器针对密集的神经网络计算进行了优化，而不是针对控制密集或内存密集型操作。

结果就是，NMS 引入了额外的延迟和内存开销，且其代价随着检测数量的增加而增长。即使模型本身很快，NMS 仍可能消耗掉总运行时间的很大一部分。

后处理还增加了系统复杂性。由于它存在于模型之外，因此必须为不同的运行时和硬件目标分别实现。这往往会导致特定于平台的代码路径、跨设备的不一致行为以及更脆弱的部署流水线。

最重要的是，后处理破坏了真正端到端性能的理念。衡量模型推理速度并不能反映系统在生产中的行为。最终重要的是从输入到最终输出的总时间，包括流水线中的每一步。

在这种情况下，后处理成为边缘侧的隐形瓶颈。它增加了延迟，消耗了 CPU 资源，并使部署复杂化，而这一切都发生在模型本身之外。

Ultralytics YOLO26 如何移除 NMS 以及为什么这使其更快#

YOLO26 移除了 NMS，它从根本原因上解决重复检测问题，而不是在推理后进行清理。模型不再产生大量需要过滤的重叠预测，而是直接训练生成一组合适且自信的最终检测结果。

这是通过改变训练期间检测的学习方式来实现的。Ultralytics YOLO26 鼓励对象与预测之间建立更清晰的一对一关系，从而从源头上减少冗余。因此，重复检测是在网络内部解决的，而不是通过外部后处理来解决。

移除 NMS 对边缘性能有着直接的影响。由于 NMS 与神经网络加速器不匹配，消除它减少了内存移动并避免了昂贵的非神经网络处理步骤。这降低了端到端延迟，使性能更具可预测性，尤其是在边缘设备上，否则后处理可能会消耗掉总运行时间的很大一部分。

它还简化了推理流水线。由于模型外部的步骤减少，数据移动更少，组件之间的交接也更少。模型的输出就是最终结果，这使得执行更加可预测。

移除 DFL 以实现真正的端到端性能#

Ultralytics YOLO26 的另一项创新是移除了在早期 YOLO 模型中用于边界框回归的分布焦点损失（Distribution Focal Loss，简称 DFL）。使用 DFL 的模型不是直接预测单个坐标，而是学习可能值的分布，然后从该分布中推导最终的边界框。这种方法有助于提高定位准确度，是前几代产品中的一个重要进步。

然而，随着时间的推移，DFL 也带来了权衡。预测分布会增加计算量并增加模型架构的复杂度，这可能会减慢 CPU 上的推理速度，并使模型更难跨部署格式进行导出。DFL 还施加了固定的回归范围，在检测非常大的目标时可能会限制灵活性。

作为迈向更简单、端到端设计的一部分，Ultralytics YOLO26 移除了 DFL。边界框回归经过重新设计，变得更加直接，在保持准确性的同时减少了不必要的计算。这一改变与 YOLO26 的无 NMS 方法相契合。

43% 的 CPU 推理速度提升从何而来#

在基于 CPU 的基准测试中，YOLO26 表现出比早期 YOLO 模型更明显的性能提升。与 Ultralytics YOLO11 相比，YOLO26 nano 模型可提供高达 43% 的 CPU 推理速度提升，这种差异在真实的边缘端部署中具有深远影响。

图 4. Ultralytics YOLO26 CPU 速度基准测试。

这种增益来自于简化整个推理流水线，而非优化单个组件。端到端执行消除了后处理开销，更直接的边界框回归方法减少了计算，而 CPU 优先的设计选择提高了在通用处理器上的执行效率。

总之，这些变化降低了延迟，减轻了 CPU 工作负载，并带来了在真实边缘硬件上更快、更一致的性能。

Ultralytics YOLO26 对边缘部署和导出的影响#

Ultralytics YOLO26 的性能提升不仅限于更快的推理。通过简化模型并减少内存开销，它变得更易于部署，并在各种边缘环境中运行更可靠。

Ultralytics YOLO26 的端到端设计还简化了 export。由于辅助组件更少且没有外部后处理步骤，导出的模型完全是自包含的。这减少了特定于平台的依赖项，并有助于确保跨运行时和硬件目标的行为一致。

实际上，这意味着可以使用各种导出格式将 Ultralytics YOLO26 更轻松地部署到相机、机器人和嵌入式系统等边缘设备。你导出什么就能运行什么，集成步骤更少，部署漂移的风险更低。

更快的边缘推理赋能机器人和工业视觉 AI#

到目前为止，我们已经探讨了 Ultralytics YOLO26 的边缘优先设计如何在系统级别提升性能。然而，真正的影像是它如何使视觉 AI 更容易集成到实际应用中。

例如，在机器人和工业环境中，视觉系统通常在严格的实时限制下运行。决策需要快速、一致地做出，并使用有限的计算能力，同时不依赖云连接。有了 Ultralytics YOLO26，满足这些要求变得切实可行。

机器人导航和目标操纵等应用受益于更低的延迟和更可预测的推理，使机器人能够顺畅地响应环境变化。同样，在工业设置中，视觉模型可以直接在生产线上运行，以检测缺陷、跟踪组件和监控流程，而不会引入延迟或增加复杂性。

通过在边缘硬件上实现快速、可靠的推理，Ultralytics YOLO26 有助于使视觉 AI 成为机器人和工业系统的自然组成部分，而不再是一个难以部署和维护的挑战。

关键要点#

Ultralytics YOLO26 专为边缘端打造，在这里，延迟、内存和可靠性等现实世界的限制条件决定了可能性的边界。通过围绕 CPU 优先执行、端到端推理和更简单的部署来设计模型，YOLO26 让视觉 AI 能够切实集成到真实系统中。这种边缘优先的方法解锁了广泛的应用场景，从机器人和工业视觉到嵌入式和端侧 AI ——在这些领域，性能和可预测性最为关键。

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