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使用 JupyterLab 集成训练 Ultralytics YOLO11

Abirami Vina

4 分钟阅读

2025年1月17日

使用 JupyterLab 简化 YOLO11 模型训练!探索一个用于计算机视觉项目的直观、一体化环境。

开发计算机视觉模型可能非常令人兴奋,特别是当您看到您的模型表现良好时。通常,计算机视觉开发过程涉及几个简单的步骤,例如准备数据集和微调模型,例如 Ultralytics YOLO11。但是,此过程的某些部分对于初学者来说可能具有挑战性,例如设置开发环境。这正是 Ultralytics 支持集成(如 JupyterLab)的原因,它可以使这些步骤更容易。

具体来说,Jupyterlab 集成提供了一个交互式且用户友好的开发环境,可以简化计算机视觉模型的探索和实验。Jupyterlab 为您提供了一个集成的工作区。使用它,您可以直接深入探索和构建计算机视觉模型,而不会受到安装和设置环境的干扰。 

例如,JupyterLab 提供了工具和功能,例如用于运行代码的笔记本、用于创建文档的文本编辑器以及用于与系统交互的终端。事实上,JupyterLab 允许您直接在计算机上轻松地试验和训练 Ultralytics YOLO11 模型。在本文中,我们将探讨它与 YOLO11 的集成、它的工作原理以及它提供的优势。

什么是 JupyterLab?

JupyterLab 是一款基于 Web 的工具,可帮助您在一个地方编写和运行代码、组织数据以及创建可视化报告。它是 Project Jupyter 的一部分,该项目于 2014 年启动,旨在使编码更具交互性和用户友好性。作为 Jupyter Notebook 的升级版,它于 2018 年首次发布,通常用于分析数据、创建图表和构建机器学习模型等任务。

JupyterLab 允许您以交互方式处理代码和数据,从而简化了实验和探索想法的过程。您还可以创建和共享无缝结合代码、文本和视觉效果的文档,非常适合协作和演示。最重要的是,其灵活的界面允许您并排组织笔记本、文本文件和终端等工具,并且可以添加插件以进一步扩展其功能,以满足您的项目需求。

图 1. JupyterLab 的组成部分。

以下是 JupyterLab 的其他一些有趣功能:

  • 輕鬆創建專案: JupyterLab 可以輕鬆創建和共享包含圖表、圖形和儀表板等視覺效果的專案,以及圖像、影片和其他媒體。 
  • 与他人协作: 您可以通过共享笔记本并使用 Git 等工具跟踪更改来轻松地与他人协作。 
  • 非常适合初学者: 它在课堂上很受欢迎,用于教授编码和数据分析,在研究中用于测试想法,在开发中用于软件测试和管理数据工作流程等任务。

使用 JupyterLab 处理 Ultralytics YOLO11 项目

既然我们对 JupyterLab 是什么有了更好的了解,那么让我们来探索 JupyterLab 集成到底包含哪些内容,以及如何在您使用 YOLO11 时利用它。 

JupyterLab 是使用 Ultralytics YOLOv11 模型进行项目开发的绝佳工具。它提供了一个一体化的环境,您可以在其中管理任务和文档,而无需在平台之间切换,从而简化了开发流程。通过交互式界面,您可以立即运行代码并查看结果,这非常适合探索数据或了解 YOLOv11 模型的性能。您还可以使用 Plotly 等扩展来创建交互式图表,以帮助可视化和优化您的 YOLOv11 模型。

例如,假设您正在从事一个涉及医疗保健领域 AI 的创新项目。您计划自定义训练 YOLO11,以帮助医生实时检测 X 射线或 CT 扫描图像中的肿瘤。可以使用标记的医学图像数据集来训练 YOLO11,该数据集突出显示正常区域和异常区域。通过 JupyterLab 集成,您可以直接在协作的、代码友好的环境中训练和微调 YOLO11 模型。它还提供用于管理数据集、运行实验和验证模型准确性的工具,从而使在医疗保健领域采用视觉 AI变得更加容易和高效。

JupyterLab 集成的工作原理

在 JupyterLab 上自定义训练 YOLO11 模型非常简单。该平台与其前身 Jupyter Notebook 或 Google Colab 类似,并提供了一个预配置的环境,可以轻松上手。

要为您的 YOLO11 项目设置 JupyterLab,首先从 Ultralytics GitHub 存储库下载 `tutorial.ipynb` 文件并将其保存到您喜欢的目录。 接下来,打开任何代码编辑器或终端并执行命令 `pip install jupyterlab` 以安装 JupyterLab。 平台将自动打开并显示如下所示的窗口。

图 2. JupyterLab 的初始启动页面。

安装完成后,导航到保存笔记本文件的目录,然后运行命令 `jupyter lab` 以启动该平台。这将在您的默认 Web 浏览器中打开 JupyterLab,您可以在其中加载 `tutorial.ipynb` 文件并开始探索 YOLO11。在这个交互式环境中,您可以逐个单元格地运行笔记本中的代码、调整设置并立即查看结果。JupyterLab 可以轻松地在一个地方查看输出、做笔记和尝试不同的设置。

图 3. 在 JupyterLab 界面中打开 YOLO11 tutorial.ipynb notebook。

为了更好地理解训练 Ultralytics YOLO 模型的过程和最佳实践,您可以参考 Ultralytics 官方文档。 

选择 JupyterLab 集成:为何它如此出色

在浏览 Ultralytics 集成文档 时,您会注意到有多种集成可供选择。其中一些甚至提供类似的功能。例如,Google Colab 集成提供了一个笔记本式的环境,支持训练 YOLO11,包括为特定任务自定义训练预训练模型。由于有如此多的集成,因此务必记住 JupyterLab 集成的独特之处。 

使用 JupyterLab 集成的主要优势之一是它对扩展的支持。这些扩展可以对您的计算机视觉项目产生重大影响,并简化模型开发过程。例如,您可以使用 Git 扩展来跟踪您的进度,与他人分享您的工作,并确保您的代码始终得到良好的维护——所有这些都无需离开 JupyterLab 界面。

以下是 JupyterLab 集成可能是您项目的绝佳选择的其他一些原因:

  • 輕鬆的單元格管理: 在 JupyterLab 中管理不同的單元格很容易。 您可以拖放單元格來重新排列它們,而無需繁瑣的剪切和粘貼方法。
  • 跨 Notebook 单元格复制: 您可以通过拖放操作,轻松地在不同的 Notebook 之间复制单元格。
  • 多视图: JupyterLab 支持同一笔记本的多个视图,这对于长笔记本特别有用。您可以并排打开不同的部分以进行比较或探索,并且在一个视图中所做的任何更改都会出现在另一个视图中。
  • 輕鬆切換到經典筆記本檢視: 對於那些更熟悉經典 Jupyter Notebook 介面的人,JupyterLab 提供了一個輕鬆的切換方式。 您只需將瀏覽器連結中的 “/lab” 替換為 “/tree” 即可返回到熟悉的筆記本檢視。

JupyterLab 集成和 YOLO11 的应用

接下来,让我们探索使用 JupyterLab 集成处理 YOLO11 的一些实际应用。

例如,从事野生动物监测技术开发的开发人员可以使用 JupyterLab 集成来训练 YOLO11 模型。通过自定义训练 YOLO11,他们可以构建计算机视觉应用程序,从无人机拍摄的视频中识别濒危物种。JupyterLab 通过提供一个用于探索数据、预处理和训练模型的工作区,使此过程更加容易。开发人员可以在一个地方运行代码、测试模型和查看结果,从而保持工作流程的简单和有条理。

图 4. 使用 Ultralytics YOLO 模型检测野生动物物种的示例。

除了野生动物保护之外,YOLO11 和 JupyterLab 的可靠组合还可用于各种实际应用,例如:

  • 农业中的计算机视觉 YOLO11 对各种计算机视觉任务的支持可以帮助检测作物病害、监测植物生长或从无人机或卫星图像中识别杂草,而 JupyterLab 可以简化数据分析和模型优化。
  • 制造业中的质量控制 通过实时分析图像,YOLO11 可以在装配线上识别产品缺陷,而 JupyterLab 提供了一个集中环境来优化模型和评估结果。
  • 物流中的人工智能 诸如库存跟踪和包裹扫描之类的任务可以使用 YOLO11 自动完成,YOLO11 可以检测图像中的对象并在其周围放置边界框以指示其位置,而 JupyterLab 提供了使用物流数据有效训练、验证和测试模型的工具。

JupyterLab 集成的优势

以下是 JupyterLab 集成在哪些方面使视觉 AI受益的快速概览:

  • 远程访问和可扩展性: 它可以同时在云平台和远程服务器上运行,从而可以访问强大的计算资源和协作研究。
  • 支持多种编程语言: 虽然 Python 是最常用的语言,但 JupyterLab 支持其他语言,如 R、Julia 和 Scala,使其能够适应不同的工作流程。
  • 数据集成:JupyterLab 与数据库、云存储和数据处理工具无缝集成,从而更容易处理 Vision AI 训练所需的大型数据集。

主要要点

JupyterLab 集成是一个有用的工具,可以简化使用 YOLO11 等计算机视觉模型的工作。它为您提供了一个单一的工作区,您可以在其中组织数据、训练和测试自定义模型,并与其他开发人员协作。借助其有用的扩展程序和插件,您可以专注于构建和改进模型,而无需担心设置工作环境。 

无论您是帮助保护野生动物、改进医学扫描,还是检查工厂中的产品质量,Ultralytics 支持的 JupyterLab 集成都能使流程更简单、更高效。

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