Treino de modelos com Ultralytics YOLO

Introdução

O treinamento de um modelo de aprendizado profundo envolve a alimentação de dados e o ajuste de seus parâmetros para que ele possa fazer previsões precisas. O modo Train em Ultralytics YOLO11 foi concebido para uma formação eficaz e eficiente de modelos de deteção de objectos, utilizando plenamente as capacidades do hardware moderno. Este guia tem como objetivo abranger todos os detalhes necessários para começar a treinar os seus próprios modelos utilizando o conjunto robusto de funcionalidades do YOLO11.

Ver: Como treinar um modelo YOLO no seu conjunto de dados personalizado em Google Colab.

Porquê escolher Ultralytics YOLO para a formação?

Eis algumas razões convincentes para optar pelo modo de comboio do YOLO11:

• Eficiência: Tire o máximo proveito do seu hardware, quer esteja numa configuração única -GPU ou a escalar entre várias GPUs.
• Versatilidade: Treine em conjuntos de dados personalizados, além dos prontamente disponíveis, como COCO, VOC e ImageNet.
• Fácil de utilizar: Interfaces simples mas poderosas CLI e Python para uma experiência de formação direta.
• Flexibilidade dos hiperparâmetros: Uma ampla gama de hiperparâmetros personalizáveis para ajustar o desempenho do modelo.

Principais caraterísticas do modo comboio

Seguem-se algumas caraterísticas notáveis do modo comboio do YOLO11:

• Descarregamento automático de conjuntos de dados: Os conjuntos de dados padrão como COCO, VOC e ImageNet são descarregados automaticamente na primeira utilização.
• Suporte a váriosGPU : Dimensione os seus esforços de formação de forma integrada em várias GPUs para acelerar o processo.
• Configuração de hiperparâmetros: A opção para modificar hiperparâmetros através de ficheiros de configuração YAML ou argumentos CLI .
• Visualização e monitorização: Acompanhamento em tempo real das métricas de formação e visualização do processo de aprendizagem para uma melhor perceção.

Exemplos de utilização

Treinar YOLO11n no conjunto de dados COCO8 para 100 épocas no tamanho de imagem 640. O dispositivo de treino pode ser especificado utilizando o device argumento. Se não for passado nenhum argumento GPU device=0 será utilizado se estiver disponível, caso contrário device='cpu' será utilizado. Consulte a secção Argumentos abaixo para obter uma lista completa dos argumentos de formação.

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo11n.yaml")  # build a new model from YAML
model = YOLO("yolo11n.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)
model = YOLO("yolo11n.yaml").load("yolo11n.pt")  # build from YAML and transfer weights

# Train the model
results = model.train(data="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640)

# Build a new model from YAML and start training from scratch
yolo detect train data=coco8.yaml model=yolo11n.yaml epochs=100 imgsz=640

# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=coco8.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

# Build a new model from YAML, transfer pretrained weights to it and start training
yolo detect train data=coco8.yaml model=yolo11n.yaml pretrained=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

Multi-GPU Formação

O treinamento multiGPU permite a utilização mais eficiente dos recursos de hardware disponíveis, distribuindo a carga de treinamento em várias GPUs. Esta funcionalidade está disponível através da API Python e da interface de linha de comandos. Para ativar o treino multiGPU , especifique as IDs de dispositivo GPU que pretende utilizar.

from ultralytics import YOLO

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

# Train the model with 2 GPUs
results = model.train(data="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640, device=[0, 1])

# Start training from a pretrained *.pt model using GPUs 0 and 1
yolo detect train data=coco8.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640 device=0,1

Formação Apple Silicon MPS

Com o suporte para chips de silício Apple integrados nos modelos Ultralytics YOLO , é agora possível treinar os seus modelos em dispositivos que utilizam a poderosa estrutura Metal Performance Shaders (MPS). O MPS oferece uma forma de alto desempenho de executar tarefas de computação e processamento de imagem no silício personalizado da Apple.

Para ativar a formação em chips de silício da Apple, deve especificar 'mps' como o seu dispositivo ao iniciar o processo de formação. Segue-se um exemplo de como pode fazer isto em Python e através da linha de comandos:

from ultralytics import YOLO

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

# Train the model with MPS
results = model.train(data="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640, device="mps")

# Start training from a pretrained *.pt model using MPS
yolo detect train data=coco8.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640 device=mps

Ao mesmo tempo que aproveita o poder computacional dos chips de silício da Apple, isto permite um processamento mais eficiente das tarefas de formação. Para obter orientações mais detalhadas e opções de configuração avançadas, consulte a documentaçãoPyTorch MPS .

Retomar as formações interrompidas

Retomar o treino a partir de um estado previamente guardado é uma caraterística crucial quando se trabalha com modelos de aprendizagem profunda. Isso pode ser útil em vários cenários, como quando o processo de treinamento foi interrompido inesperadamente ou quando você deseja continuar treinando um modelo com novos dados ou por mais épocas.

Quando o treinamento é retomado, o Ultralytics YOLO carrega os pesos do último modelo salvo e também restaura o estado do otimizador, o agendador da taxa de aprendizado e o número da época. Isto permite-lhe continuar o processo de formação sem problemas a partir do ponto em que foi deixado.

Pode retomar facilmente a formação em Ultralytics YOLO definindo o resume argumento para True ao chamar o train e especificando o caminho para o método .pt ficheiro que contém os pesos do modelo parcialmente treinado.

Segue-se um exemplo de como retomar uma formação interrompida utilizando Python e através da linha de comandos:

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("path/to/last.pt")  # load a partially trained model

# Resume training
results = model.train(resume=True)

# Resume an interrupted training
yolo train resume model=path/to/last.pt

Por definição resume=True, o train continuará a treinar a partir do ponto em que parou, utilizando o estado armazenado no ficheiro 'path/to/last.pt'. Se o ficheiro resume é omitido ou definido como False, o train A função iniciará uma nova sessão de formação.

Lembre-se de que os pontos de verificação são salvos no final de cada época por padrão, ou em intervalos fixos usando a opção save_period por isso, é necessário completar pelo menos 1 época para retomar uma corrida de treino.

Definições do comboio

As definições de treino para os modelos YOLO englobam vários hiperparâmetros e configurações utilizados durante o processo de treino. Estas definições influenciam o desempenho, a velocidade e a precisão do modelo. As principais definições de treino incluem o tamanho do lote, a taxa de aprendizagem, o momento e a diminuição do peso. Além disso, a escolha do optimizador, a função de perda e a composição do conjunto de dados de treino podem ter impacto no processo de treino. O ajuste cuidadoso e a experimentação com estas definições são cruciais para otimizar o desempenho.

Definições de aumento e hiperparâmetros

As técnicas de aumento são essenciais para melhorar a robustez e o desempenho dos modelos YOLO , introduzindo variabilidade nos dados de treino, ajudando o modelo a generalizar melhor para dados não vistos. A tabela seguinte descreve o objetivo e o efeito de cada argumento de aumento:

Estas definições podem ser ajustadas para satisfazer os requisitos específicos do conjunto de dados e da tarefa em causa. A experimentação de valores diferentes pode ajudar a encontrar a estratégia de aumento ideal que conduz ao melhor desempenho do modelo.

Registo

Ao treinar um modelo YOLO11 , pode ser útil acompanhar o desempenho do modelo ao longo do tempo. É aqui que o registo entra em jogo. Ultralytics YOLO oferece suporte para três tipos de registadores - Comet, ClearMLe TensorBoard.

Para utilizar um registador, selecione-o no menu pendente no fragmento de código acima e execute-o. O registador escolhido será instalado e inicializado.

Comet

Comet é uma plataforma que permite aos cientistas de dados e aos programadores acompanhar, comparar, explicar e otimizar experiências e modelos. Fornece funcionalidades como métricas em tempo real, diferenças de código e rastreio de hiperparâmetros.

Para utilizar Comet:

# pip install comet_ml
import comet_ml

comet_ml.init()

Não se esqueça de iniciar sessão na sua conta Comet no sítio Web e obter a sua chave API. Terá de a adicionar às suas variáveis de ambiente ou ao seu script para registar as suas experiências.

ClearML

ClearML é uma plataforma de código aberto que automatiza o acompanhamento de experiências e ajuda na partilha eficiente de recursos. Foi concebida para ajudar as equipas a gerir, executar e reproduzir o seu trabalho de ML de forma mais eficiente.

Para utilizar ClearML:

# pip install clearml
import clearml

clearml.browser_login()

Depois de executar este script, terá de iniciar sessão na sua conta ClearML no browser e autenticar a sua sessão.

TensorBoard

O TensorBoard é um conjunto de ferramentas de visualização para TensorFlow. Permite-lhe visualizar o seu gráfico TensorFlow , traçar métricas quantitativas sobre a execução do seu gráfico e mostrar dados adicionais, como imagens que o atravessam.

Para utilizar o TensorBoard em Google Colab:

load_ext tensorboard
tensorboard --logdir ultralytics/runs # replace with 'runs' directory

Para utilizar o TensorBoard localmente, execute o comando abaixo e veja os resultados em http://localhost:6006/.

tensorboard --logdir ultralytics/runs # replace with 'runs' directory

Isto carregará o TensorBoard e direccioná-lo-á para o diretório onde os seus registos de treino estão guardados.

Depois de configurar o registador, pode prosseguir com o treino do modelo. Todas as métricas de treino serão automaticamente registadas na plataforma escolhida e pode aceder a esses registos para monitorizar o desempenho do seu modelo ao longo do tempo, comparar diferentes modelos e identificar áreas de melhoria.

FAQ

Como posso treinar um modelo de deteção de objectos utilizando Ultralytics YOLO11 ?

Para treinar um modelo de deteção de objectos utilizando Ultralytics YOLO11 , pode utilizar a API Python ou a CLI. Segue-se um exemplo de ambas:

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="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640)

yolo detect train data=coco8.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

Para mais informações, consulte a secção Definições do comboio.

Quais são as principais caraterísticas do modo de comboio do Ultralytics YOLO11 ?

As principais caraterísticas do modo de comboio do Ultralytics YOLO11 incluem

• Descarregamento automático de conjuntos de dados: Descarrega automaticamente conjuntos de dados padrão como COCO, VOC e ImageNet.
• Suporte Multi-GPU : Dimensione o treinamento em várias GPUs para um processamento mais rápido.
• Configuração de hiperparâmetros: Personalize os hiperparâmetros através de ficheiros YAML ou argumentos CLI .
• Visualização e monitorização: Acompanhamento em tempo real das métricas de formação para uma melhor perceção.

Estas caraterísticas tornam o treino eficiente e personalizável de acordo com as suas necessidades. Para mais informações, consulte a secção Caraterísticas principais do modo de treino.

Como retomar a formação após uma sessão interrompida em Ultralytics YOLO11 ?

Para retomar a formação a partir de uma sessão interrompida, defina a opção resume argumento para True e especificar o caminho para o último ponto de controlo guardado.

from ultralytics import YOLO

# Load the partially trained model
model = YOLO("path/to/last.pt")

# Resume training
results = model.train(resume=True)

yolo train resume model=path/to/last.pt

Para mais informações, consulte a secção " Retomar formações interrompidas ".

Posso treinar modelos YOLO11 em chips de silício da Apple?

Sim, Ultralytics YOLO11 suporta a formação em chips de silício da Apple que utilizam a estrutura Metal Performance Shaders (MPS). Especifique 'mps' como o seu dispositivo de treino.

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained model
model = YOLO("yolo11n.pt")

# Train the model on Apple silicon chip (M1/M2/M3/M4)
results = model.train(data="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640, device="mps")

yolo detect train data=coco8.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640 device=mps

Para obter mais detalhes, consulte a secção de formação Apple Silicon MPS .

Quais são as definições de formação comuns e como as posso configurar?

Ultralytics YOLO11 permite-lhe configurar uma variedade de definições de formação, como o tamanho do lote, a taxa de aprendizagem, as épocas e muito mais, através de argumentos. Eis uma breve descrição geral:

Para obter um guia detalhado sobre as definições de treino, consulte a secção Definições de treino.

📅C riado há 1 ano ✏️ Atualizado há 14 dias

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