Ultralytics YOLO27:

مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية#

مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية (GWHD) هي مجموعة بيانات ذات فئة واحدة لاكتشاف الكائنات، مخصصة لاكتشاف سنابل القمح — وهي السنابل الحاملة للحبوب في نبات القمح — في صور الحقول الخارجية. وتتضمن 3,422 صورة للتدريب و748 للتحقق و1,276 للاختبار، التُقطت في مناطق زراعية متعددة، وأُنشئت بتعاون تسعة معاهد بحثية من سبع دول لضمان تعميم النماذج عبر بيئات مختلفة. ويُعدّ اكتشاف سنابل القمح بدقة أساسًا لتقدير كثافة السنابل وحجمها وإمكانات المحصول في التنميط الظاهري للنباتات وإدارة المحاصيل.

الميزات الرئيسية#

  • صور حقيقية لحقول خارجية تلتقط التباين الطبيعي في مظهر سنابل القمح والإضاءة ومرحلة النمو.
  • أنشأتها تسعة معاهد بحثية في سبع دول، وتشمل مناطق زراعية أوروبية وأمريكية شمالية وآسيوية وأسترالية لتعزيز التعميم عبر البيئات.
  • تعليقات توضيحية لمربعات إحاطة لفئة واحدة، wheat_head، جاهزة لمسارات اكتشاف الكائنات وتتبّعها.
  • تأتي صور الاختبار من أنماط وراثية ومناطق لم تظهر في التدريب، ما يوفر معيارًا حقيقيًا لقياس التعميم.

بنية مجموعة البيانات#

نُظمت مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية في ثلاث مجموعات فرعية يحددها الإعداد GlobalWheat2020.yaml، وجميعها مشروحة بفئة واحدة هي wheat_head:

المجموعة الفرعيةالصورالمناطق
التدريب3,422أوروبا (فرنسا والمملكة المتحدة وسويسرا)، أمريكا الشمالية (كندا)
التحقق748سويسرا (ETH Zürich)
الاختبار1,276أستراليا واليابان والصين
مجموعة التحقق

مجموعة التحقق (748 صورة) هي المجموعة الفرعية ethz_1، وهي مضمنة أيضًا في مجموعة التدريب؛ لذا تُقاس مقاييس التحقق باستخدام صور يتدرب عليها النموذج أيضًا. وتقيس مجموعة الاختبار المحجوبة من أستراليا واليابان والصين مدى التعميم على بيئات لم يسبق للنموذج رؤيتها أثناء التدريب.

التطبيقات#

تُستخدم مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية على نطاق واسع لتدريب نماذج التعلم العميق وتقييمها في مهمة اكتشاف رؤوس القمح. وتجعل صورها المتنوعة من مناطق وأنماط وراثية وظروف مختلفة منها موردًا قيّمًا لـالتنميط الظاهري للنباتات وإدارة المحاصيل، إذ تدعم تقدير الغلة ومراقبة صحة المحاصيل والتحليل الظاهري.

لإضافة تعليقات توضيحية إلى صور الحقول، والتدريب، وإدارة إصدارات مجموعات البيانات في متصفحك، نفّذ سير العمل بالكامل باستخدام Ultralytics Platform.

ملف YAML لمجموعة البيانات#

يُستخدم ملف YAML لتحديد إعدادات مجموعة البيانات. وهو يحدد مسارات مجموعة البيانات وفئاتها وتفاصيل الإعداد الأخرى. وبالنسبة إلى مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية، تتم صيانة الملف GlobalWheat2020.yaml في https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/GlobalWheat2020.yaml.

ultralytics/cfg/datasets/GlobalWheat2020.yaml
# Ultralytics 🚀 AGPL-3.0 License - https://ultralytics.com/license

# Global Wheat 2020 dataset https://www.global-wheat.com/ by University of Saskatchewan
# Documentation: https://docs.ultralytics.com/datasets/detect/globalwheat2020
# Example usage: yolo train data=GlobalWheat2020.yaml
# parent
# ├── ultralytics
# └── datasets
#     └── GlobalWheat2020 ← downloads here (7.0 GB)

# Train/val/test sets as 1) dir: path/to/imgs, 2) file: path/to/imgs.txt, or 3) list: [path/to/imgs1, path/to/imgs2, ..]
path: GlobalWheat2020 # dataset root dir
train: # train images (relative to 'path') 3422 images
  - images/arvalis_1
  - images/arvalis_2
  - images/arvalis_3
  - images/ethz_1
  - images/rres_1
  - images/inrae_1
  - images/usask_1
val: # val images (relative to 'path') 748 images (WARNING: train set contains ethz_1)
  - images/ethz_1
test: # test images (optional) 1276 images
  - images/utokyo_1
  - images/utokyo_2
  - images/nau_1
  - images/uq_1

# Classes
names:
  0: wheat_head

# Download script/URL (optional) ---------------------------------------------------------------------------------------
download: |
  from pathlib import Path

  from ultralytics.utils.downloads import download

  # Download
  dir = Path(yaml["path"])  # dataset root dir
  urls = [
      "https://zenodo.org/record/4298502/files/global-wheat-codalab-official.zip",
      "https://github.com/ultralytics/assets/releases/download/v0.0.0/GlobalWheat2020_labels.zip",
  ]
  download(urls, dir=dir)

  # Make Directories
  for p in "annotations", "images", "labels":
      (dir / p).mkdir(parents=True, exist_ok=True)

  # Move
  for p in (
      "arvalis_1",
      "arvalis_2",
      "arvalis_3",
      "ethz_1",
      "rres_1",
      "inrae_1",
      "usask_1",
      "utokyo_1",
      "utokyo_2",
      "nau_1",
      "uq_1",
  ):
      (dir / "global-wheat-codalab-official" / p).rename(dir / "images" / p)  # move to /images
      f = (dir / "global-wheat-codalab-official" / p).with_suffix(".json")  # json file
      if f.exists():
          f.rename((dir / "annotations" / p).with_suffix(".json"))  # move to /annotations

الاستخدام#

لتدريب نموذج YOLO26n على مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية لمدة 100 حقبة وبحجم صور قدره 640، يمكنك استخدام مقتطفات التعليمات البرمجية التالية. تُنزّل مجموعة البيانات (~7.0 GB) تلقائيًا عند استخدامها للمرة الأولى. للاطلاع على قائمة شاملة بالوسائط المتاحة، راجع صفحة التدريب الخاصة بالنموذج.

مثال على التدريب
from ultralytics import YOLO

# ⁨تحميل نموذج⁩
model = YOLO("yolo26n.pt")  # ⁨تحميل نموذج مدرّب مسبقًا (موصى به للتدريب)⁩

# ⁨تدريب النموذج⁩
results = model.train(data="GlobalWheat2020.yaml", epochs=100, imgsz=640)

صور وتعليقات توضيحية نموذجية#

تحتوي مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية على مجموعة متنوعة من صور الحقول الخارجية، تلتقط التباين الطبيعي في أشكال رؤوس القمح والبيئات والظروف. فيما يلي صورة نموذجية من مجموعة البيانات مع التعليقات التوضيحية المقابلة لها:

عينة من مجموعة بيانات القمح العالمية تُظهر اكتشاف رؤوس القمح

  • اكتشاف رؤوس القمح: تُحدَّد رؤوس القمح بمربعات إحاطة لمهمة اكتشاف الكائنات، ضمن مجموعة متنوعة من ظروف الحقول التي تعكس تنوع مجموعة البيانات وتعقيدها.

الاستشهادات والشكر والتقدير#

إذا استخدمت مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية في أبحاثك أو أعمال التطوير، فيُرجى الاستشهاد بالورقة التالية:

اقتباس
@article{david2020global,
         title={Global Wheat Head Detection (GWHD) Dataset: A Large and Diverse Dataset of High-Resolution RGB-Labelled Images to Develop and Benchmark Wheat Head Detection Methods},
         author={David, Etienne and Madec, Simon and Sadeghi-Tehran, Pouria and Aasen, Helge and Zheng, Bangyou and Liu, Shouyang and Kirchgessner, Norbert and Ishikawa, Goro and Nagasawa, Koichi and Badhon, Minhajul and others},
         journal={arXiv preprint arXiv:2005.02162},
         year={2020}
}

نود الإشادة بالباحثين والمؤسسات الذين أسهموا في إنشاء مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية وصيانتها بوصفها موردًا قيّمًا لمجتمع أبحاث التنميط الظاهري للنباتات وإدارة المحاصيل. لمزيد من المعلومات عن مجموعة البيانات ومطوريها، تفضل بزيارة موقع مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية.

الأسئلة الشائعة#

  • تُستخدم مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية أساسًا لتطوير نماذج التعلم العميق وتدريبها بهدف اكتشاف رؤوس القمح. وهذا أمر بالغ الأهمية لتطبيقات التنميط الظاهري للقمح وإدارة المحاصيل، إذ يتيح تقديرات أدق لكثافة رؤوس القمح وحجمها وإمكانات غلة المحصول الإجمالية. وتساعد أساليب الاكتشاف الدقيقة في تقييم صحة المحاصيل ونضجها، وهما عاملان أساسيان لإدارة المحاصيل بكفاءة.

  • تضم مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية فئة واحدة هي wheat_head، وهي مقسمة إلى ثلاث مجموعات فرعية: 3,422 صورة للتدريب، و748 صورة للتحقق، و1,276 صورة للاختبار. تأتي صور التدريب والتحقق من أوروبا وأمريكا الشمالية، بينما تتألف مجموعة الاختبار من صور من أستراليا واليابان والصين لتقييم التعميم على بيئات لم يسبق للنموذج رؤيتها.

  • لتدريب نموذج YOLO26n على مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية، يمكنك استخدام مقتطفات التعليمات البرمجية التالية. تأكد من توفر ملف الإعداد GlobalWheat2020.yaml الذي يحدد مسارات مجموعة البيانات وفئاتها:

    مثال على التدريب
    from ultralytics import YOLO
    
    # ⁨تحميل نموذج مدرّب مسبقًا (موصى به للتدريب)⁩
    model = YOLO("yolo26n.pt")
    
    # ⁨تدريب النموذج⁩
    results = model.train(data="GlobalWheat2020.yaml", epochs=100, imgsz=640)

    للاطلاع على قائمة شاملة بالوسائط المتاحة، راجع صفحة التدريب الخاصة بالنموذج.

  • تُنزّل مجموعة البيانات (~7.0 GB) تلقائيًا عند التدريب باستخدام data="GlobalWheat2020.yaml" للمرة الأولى، ولا يلزم اتخاذ أي خطوة يدوية. تجلب Ultralytics الصور والتسميات وتفك حزمها في مجلد مجموعات البيانات المحلي لديك. يمكنك استعراض مجموعات البيانات ذات الصلة في نظرة عامة على مجموعات بيانات الاكتشاف.

  • يتوفر ملف إعداد YAML الخاص بمجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية، واسمه GlobalWheat2020.yaml، على GitHub. يمكنك الوصول إليه عبر https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/GlobalWheat2020.yaml. يحتوي هذا الملف على مسارات مجموعة البيانات وفئاتها وتفاصيل الإعداد الأخرى اللازمة لتدريب النماذج باستخدام Ultralytics YOLO.

  • يُعد اكتشاف رؤوس القمح بالغ الأهمية لإدارة المحاصيل، لأنه يتيح تقديرًا دقيقًا لكثافة رؤوس القمح وحجمها، وهما عاملان أساسيان لتقييم صحة المحاصيل ونضجها وإمكانات غلتها. ومن خلال الاستفادة من نماذج التعلم العميق المدرّبة على مجموعات بيانات مثل مجموعة بيانات رؤوس القمح العالمية، يستطيع المزارعون والباحثون مراقبة المحاصيل وإدارتها على نحو أفضل، ما يؤدي إلى تحسين الإنتاجية وترشيد استخدام الموارد في الممارسات الزراعية. ويدعم هذا التقدم التقني مبادرات الزراعة المستدامة والأمن الغذائي.

    لمزيد من المعلومات عن تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الزراعة، تفضل بزيارة الذكاء الاصطناعي في الزراعة.

التعليقات