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Conjunto de dados COCO

O conjunto de dados COCO (Common Objects in Context) é um conjunto de dados de deteção, segmentação e legendagem de objectos em grande escala. Foi concebido para incentivar a investigação sobre uma grande variedade de categorias de objectos e é normalmente utilizado para aferir modelos de visão por computador. É um conjunto de dados essencial para investigadores e programadores que trabalham em tarefas de deteção de objectos, segmentação e estimativa de pose.



Ver: Ultralytics Resumo do conjunto de dados COCO

Modelos pré-treinados COCO

Modelo tamanho
(pixéis)		 mAPval
50-95		 Velocidade
CPU ONNX
(ms)		 Velocidade
T4TensorRT10
(ms)		 params
(M)		 FLOPs
(B)
YOLO11n 640 39.5 56.1 ± 0.8 1.5 ± 0.0 2.6 6.5
YOLO11s 640 47.0 90.0 ± 1.2 2.5 ± 0.0 9.4 21.5
YOLO11m 640 51.5 183.2 ± 2.0 4.7 ± 0.1 20.1 68.0
YOLO11l 640 53.4 238.6 ± 1.4 6.2 ± 0.1 25.3 86.9
YOLO11x 640 54.7 462.8 ± 6.7 11.3 ± 0.2 56.9 194.9

Caraterísticas principais

  • O COCO contém 330K imagens, com 200K imagens com anotações para tarefas de deteção de objectos, segmentação e legendagem.
  • O conjunto de dados inclui 80 categorias de objectos, incluindo objectos comuns como carros, bicicletas e animais, bem como categorias mais específicas como guarda-chuvas, malas de mão e equipamento desportivo.
  • As anotações incluem caixas delimitadoras de objectos, máscaras de segmentação e legendas para cada imagem.
  • O COCO fornece métricas de avaliação padronizadas, como a precisão média (mAP) para deteção de objectos e a recuperação média (mAR) para tarefas de segmentação, tornando-o adequado para comparar o desempenho do modelo.

Estrutura do conjunto de dados

O conjunto de dados COCO está dividido em três subconjuntos:

  1. Train2017: Este subconjunto contém 118 mil imagens para treinar modelos de deteção de objectos, segmentação e legendagem.
  2. Val2017: Este subconjunto tem 5K imagens utilizadas para efeitos de validação durante a formação do modelo.
  3. Test2017: Este subconjunto é composto por 20 mil imagens utilizadas para testar e aferir os modelos treinados. As anotações da verdade terrestre para este subconjunto não estão disponíveis publicamente e os resultados são enviados para o servidor de avaliação COCO para avaliação do desempenho.

Aplicações

O conjunto de dados COCO é amplamente utilizado para treinar e avaliar modelos de aprendizagem profunda na deteção de objectos (como YOLO, Faster R-CNN e SSD), segmentação de instâncias (como Mask R-CNN) e deteção de pontos-chave (como OpenPose). O conjunto diversificado de categorias de objectos do conjunto de dados, o grande número de imagens anotadas e as métricas de avaliação padronizadas fazem dele um recurso essencial para investigadores e profissionais da visão computacional.

Conjunto de dados YAML

Um ficheiro YAML (Yet Another Markup Language) é utilizado para definir a configuração do conjunto de dados. Ele contém informações sobre os caminhos do conjunto de dados, classes e outras informações relevantes. No caso do conjunto de dados COCO, o ficheiro coco.yaml é mantido em https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/coco.yaml.

ultralytics/cfg/datasets/coco.yaml

# Ultralytics YOLO 🚀, AGPL-3.0 license
# COCO 2017 dataset https://cocodataset.org by Microsoft
# Documentation: https://docs.ultralytics.com/datasets/detect/coco/
# Example usage: yolo train data=coco.yaml
# parent
# ├── ultralytics
# └── datasets
#     └── coco  ← downloads here (20.1 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: ../datasets/coco # dataset root dir
train: train2017.txt # train images (relative to 'path') 118287 images
val: val2017.txt # val images (relative to 'path') 5000 images
test: test-dev2017.txt # 20288 of 40670 images, submit to https://competitions.codalab.org/competitions/20794

# Classes
names:
  0: person
  1: bicycle
  2: car
  3: motorcycle
  4: airplane
  5: bus
  6: train
  7: truck
  8: boat
  9: traffic light
  10: fire hydrant
  11: stop sign
  12: parking meter
  13: bench
  14: bird
  15: cat
  16: dog
  17: horse
  18: sheep
  19: cow
  20: elephant
  21: bear
  22: zebra
  23: giraffe
  24: backpack
  25: umbrella
  26: handbag
  27: tie
  28: suitcase
  29: frisbee
  30: skis
  31: snowboard
  32: sports ball
  33: kite
  34: baseball bat
  35: baseball glove
  36: skateboard
  37: surfboard
  38: tennis racket
  39: bottle
  40: wine glass
  41: cup
  42: fork
  43: knife
  44: spoon
  45: bowl
  46: banana
  47: apple
  48: sandwich
  49: orange
  50: broccoli
  51: carrot
  52: hot dog
  53: pizza
  54: donut
  55: cake
  56: chair
  57: couch
  58: potted plant
  59: bed
  60: dining table
  61: toilet
  62: tv
  63: laptop
  64: mouse
  65: remote
  66: keyboard
  67: cell phone
  68: microwave
  69: oven
  70: toaster
  71: sink
  72: refrigerator
  73: book
  74: clock
  75: vase
  76: scissors
  77: teddy bear
  78: hair drier
  79: toothbrush

# Download script/URL (optional)
download: |
  from ultralytics.utils.downloads import download
  from pathlib import Path

  # Download labels
  segments = True  # segment or box labels
  dir = Path(yaml['path'])  # dataset root dir
  url = 'https://github.com/ultralytics/assets/releases/download/v0.0.0/'
  urls = [url + ('coco2017labels-segments.zip' if segments else 'coco2017labels.zip')]  # labels
  download(urls, dir=dir.parent)
  # Download data
  urls = ['http://images.cocodataset.org/zips/train2017.zip',  # 19G, 118k images
          'http://images.cocodataset.org/zips/val2017.zip',  # 1G, 5k images
          'http://images.cocodataset.org/zips/test2017.zip']  # 7G, 41k images (optional)
  download(urls, dir=dir / 'images', threads=3)

Utilização

Para treinar um modelo YOLO11n no conjunto de dados COCO para 100 épocas com um tamanho de imagem de 640, pode utilizar os seguintes snippets de código. Para obter uma lista completa dos argumentos disponíveis, consulte a página Treinamento do modelo.

Exemplo de comboio

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo11n.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)

# Train the model
results = model.train(data="coco.yaml", epochs=100, imgsz=640)

# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=coco.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

Exemplos de imagens e anotações

O conjunto de dados COCO contém um conjunto diversificado de imagens com várias categorias de objectos e cenas complexas. Aqui estão alguns exemplos de imagens do conjunto de dados, juntamente com as anotações correspondentes:

Imagem de amostra do conjunto de dados

  • Imagem em mosaico: Esta imagem demonstra um lote de treino composto por imagens de conjuntos de dados em mosaico. O mosaico é uma técnica utilizada durante a formação que combina várias imagens numa única imagem para aumentar a variedade de objectos e cenas em cada lote de formação. Isto ajuda a melhorar a capacidade de generalização do modelo para diferentes tamanhos de objectos, proporções e contextos.

O exemplo mostra a variedade e complexidade das imagens no conjunto de dados COCO e os benefícios da utilização de mosaicos durante o processo de formação.

Citações e agradecimentos

Se utilizar o conjunto de dados COCO no seu trabalho de investigação ou desenvolvimento, cite o seguinte documento:

@misc{lin2015microsoft,
      title={Microsoft COCO: Common Objects in Context},
      author={Tsung-Yi Lin and Michael Maire and Serge Belongie and Lubomir Bourdev and Ross Girshick and James Hays and Pietro Perona and Deva Ramanan and C. Lawrence Zitnick and Piotr Dollár},
      year={2015},
      eprint={1405.0312},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={cs.CV}
}

Gostaríamos de agradecer ao Consórcio COCO pela criação e manutenção deste valioso recurso para a comunidade da visão computacional. Para mais informações sobre o conjunto de dados COCO e os seus criadores, visite o sítio Web do conjunto de dados COCO.

FAQ

O que é o conjunto de dados COCO e qual a sua importância para a visão computacional?

O conjunto de dados COCO (Common Objects in Context) é um conjunto de dados em grande escala utilizado para a deteção, segmentação e legendagem de objectos. Contém 330 mil imagens com anotações detalhadas para 80 categorias de objectos, o que o torna essencial para a avaliação comparativa e o treino de modelos de visão computacional. Os investigadores utilizam o COCO devido às suas diversas categorias e métricas de avaliação padronizadas, como a precisão média (mAP).

Como posso treinar um modelo YOLO utilizando o conjunto de dados COCO?

Para treinar um modelo YOLO11 utilizando o conjunto de dados COCO, pode utilizar os seguintes fragmentos de código:

Exemplo de comboio

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo11n.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)

# Train the model
results = model.train(data="coco.yaml", epochs=100, imgsz=640)

# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=coco.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

Consulte a página Formação para obter mais informações sobre os argumentos disponíveis.

Quais são as principais caraterísticas do conjunto de dados COCO?

O conjunto de dados COCO inclui:

  • 330K imagens, com 200K anotadas para deteção de objectos, segmentação e legendas.
  • 80 categorias de objectos que vão desde objectos comuns como carros e animais a objectos específicos como malas de mão e equipamento desportivo.
  • Métricas de avaliação padronizadas para deteção de objectos (mAP) e segmentação (Average Recall médio, mAR).
  • Técnica de mosaico em lotes de treino para melhorar a generalização do modelo em vários tamanhos e contextos de objectos.

Onde posso encontrar modelos YOLO11 pré-treinados treinados no conjunto de dados COCO?

Modelos YOLO11 pré-treinados no conjunto de dados COCO podem ser descarregados a partir das ligações fornecidas na documentação. Os exemplos incluem:

Estes modelos variam em tamanho, mAP e velocidade de inferência, oferecendo opções para diferentes requisitos de desempenho e recursos.

Como é que o conjunto de dados COCO está estruturado e como é que o posso utilizar?

O conjunto de dados COCO está dividido em três subconjuntos:

  1. Train2017: 118K imagens para treino.
  2. Val2017: 5K imagens para validação durante o treino.
  3. Teste2017: 20K imagens para avaliação comparativa de modelos treinados. Os resultados têm de ser apresentados ao servidor de avaliação COCO para avaliação do desempenho.

O ficheiro de configuração YAML do conjunto de dados está disponível em coco.yaml, que define caminhos, classes e detalhes do conjunto de dados.

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