Ultralytics YOLO27: Запишись в список ожидания.
Get Started

YOLOv9 и PP-YOLOE+#

Сфера детекции объектов в реальном времени продолжает стремительно развиваться, предлагая инженерам по компьютерному зрению широкий выбор высокоточных моделей для развертывания на периферийной и облачной инфраструктуре. Среди заметных моделей в этой области — YOLOv9 и PP-YOLOE+. Обе модели обеспечивают высокую точность и скорость, но имеют разное научное происхождение и принадлежат к разным программным экосистемам.

В этом техническом сравнении рассматриваются архитектуры, методы обучения, метрики производительности и оптимальные варианты применения этих моделей в реальных условиях. Также объясняется, как широкая экосистема Ultralytics помогает разработчикам, для которых важны простота использования, эффективное использование памяти и универсальность развертывания.

История создания и технические характеристики моделей#

Знание предыстории этих моделей помогает понять особенности их архитектуры и зависимость от фреймворков.

YOLOv9: решение проблемы информационного узкого места#

Представленная в начале 2024 года YOLOv9 решает проблему потери данных, возникающую при прохождении информации через глубокие нейронные сети. Это эффективная сверточная нейронная сеть, разработанная для максимальной эффективности использования параметров.

Подробнее о YOLOv9

PP-YOLOE+: развитие экосистемы Paddle#

Выпущенная Baidu в 2022 году PP-YOLOE+ представляет собой итеративное улучшение PP-YOLOv2. В ней используется безанкерная архитектура и стратегия динамического назначения меток, повышающая скорость сходимости и точность в рамках фреймворка PaddlePaddle.

Узнай больше о PP-YOLOE+

Сравнение архитектур#

Программируемая информация о градиентах и CSPRepResStage#

Ключевое нововведение YOLOv9 — программируемая градиентная информация (PGI). PGI служит вспомогательной системой обучения, обеспечивая сохранение важной градиентной информации и ее точную передачу к неглубоким слоям во время обучения. Она сочетается с обобщенной эффективной сетью агрегации слоев (GELAN), которая объединяет сильные стороны CSPNet и ELAN, обеспечивая высокую точность при меньших вычислительных затратах (FLOPs).

PP-YOLOE+ использует специализированную базовую сеть CSPRepResStage. Для ускорения инференса модель применяет методы репараметризации, похожие на используемые в RepVGG: при развертывании слои свертки объединяются. Кроме того, модель использует голову Efficient Task-aligned (ET-head), которая уравновешивает задачи классификации и регрессии.

Несмотря на надежность PP-YOLOE+, архитектура GELAN в YOLOv9 использует меньше параметров при любом размере модели, уменьшая объем занимаемой памяти при инференсе и делая ее подходящей для периферийных ИИ-устройств.

Сравнение производительности#

При оценке моделей для промышленной эксплуатации критически важно учитывать компромисс между mAP (средней средней точностью), скоростью инференса и размером модели.

Модельразмер
(пиксели)
mAPval50-95Скорость
CPU ONNX
(мс)
Скорость
T4 TensorRT10
(мс)
параметры
(M)
FLOPs
(B)
YOLOv9t64038.3-2.32.07.7
YOLOv9s64046.8-3.547.226.7
YOLOv9m64051.4-6.4320.176.8
YOLOv9c64053.0-7.1625.5102.8
YOLOv9e64055.6-16.7758.1192.5
PP-YOLOE+t64039.9-2.844.8519.15
PP-YOLOE+s64043.7-2.627.9317.36
PP-YOLOE+m64049.8-5.5623.4349.91
PP-YOLOE+l64052.9-8.3652.2110.07
PP-YOLOE+x64054.7-14.398.42206.59

Анализ#

  • Эффективность использования параметров: YOLOv9 эффективнее использует параметры. Например, YOLOv9c достигает mAP 53,0% всего с 25,5 млн параметров, тогда как PP-YOLOE+l требуется более чем вдвое больше параметров (52,2 млн), чтобы получить немного меньшую mAP — 52,9%, что увеличивает требования YOLOv9 к памяти. При этом PP-YOLOE+ использует меньше FLOPs в моделях размеров s и m.
  • Скорость инференса: YOLOv9 обеспечивает конкурентную скорость с TensorRT на GPU NVIDIA T4; YOLOv9t — самая быстрая модель в этой категории, тогда как PP-YOLOE+ быстрее в размерах s, m и x. Обе линейки подходят для инференса в реальном времени.

Методики обучения и экосистема#

Выбор между этими моделями часто сводится к выбору программной экосистемы.

PP-YOLOE+ и PaddlePaddle#

PP-YOLOE+ тесно связана с набором инструментов PaddleDetection. Несмотря на широкие возможности, для работы с ней нужно освоить среду, ориентированную на командную строку и требующую множества конфигураций. Для команд, глубоко интегрированных в экосистемы PyTorch или TensorFlow, переход на PaddlePaddle создает серьезные трудности и требует больше времени на освоение.

Преимущества Ultralytics: оптимизированные рабочие процессы#

В отличие от нее, YOLOv9 поддерживается экосистемой Ultralytics, созданной для разработчиков и исследователей с упором на простоту использования. Python API избавляет от большей части шаблонного кода.

from ultralytics import YOLO

# Загрузи предобученную модель YOLOv9
model = YOLO("yolov9c.pt")

# Обучай на пользовательском наборе данных
results = model.train(data="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640, device=0)

# Выполни инференс и визуализируй результаты
results = model("https://ultralytics.com/images/bus.jpg")

# Экспортируй модель в ONNX для развёртывания в production
model.export(format="onnx")

Этот рабочий процесс демонстрирует эффективность обучения моделей Ultralytics. Встроенная поддержка аугментации данных, распределенного обучения и автоматического логирования на такие платформы, как Weights & Biases или MLflow, доступна по умолчанию.

Узнай о новейших разработках в области компьютерного зрения на основе ИИ

Хотя YOLOv9 показывает хорошие результаты, для новых проектов Ultralytics рекомендует Ultralytics YOLO26. В YOLO26 предусмотрена встроенная архитектура от начала до конца без NMS (опционально через nms=False), которая устраняет постобработку с подавлением немаксимумов (NMS) и упрощает развертывание. Благодаря удалению DFL (Distribution Focal Loss убрана для упрощения экспорта и улучшения совместимости с периферийными устройствами и устройствами с низким энергопотреблением) YOLO26n обеспечивает до 43% более быстрый инференс на CPU, чем YOLO11n, при периферийных вычислениях. Оптимизатор MuSGD обеспечивает стабильное обучение и быструю сходимость, а ProgLoss + STAL (прогрессивная функция потерь и назначение меток с учетом малых объектов) улучшают детекцию мелких объектов, что особенно важно для IoT, робототехники и аэрофотосъемки.

Универсальность и поддержка задач#

Современные проекты в сфере компьютерного зрения редко ограничиваются простым обнаружением ограничивающих рамок.

PP-YOLOE+ в первую очередь предназначена для стандартной детекции объектов. Адаптация ее архитектуры для других задач требует значительных инженерных усилий.

В свою очередь, фреймворк Ultralytics поддерживает множество задач. Благодаря единому API разработчики могут перейти от стандартной детекции объектов к сегментации экземпляров, классификации изображений, оценке позы и детекции ориентированных ограничивающих рамок (OBB) на аэрофотоснимках. Эта универсальность — одна из ключевых причин, по которым команды выбирают модели на базе Ultralytics, например YOLOv9, YOLO11 и YOLO26.

Оптимальные сценарии применения#

  • Аналитика умного города и управление дорожным движением: высокая эффективность использования параметров и низкая задержка YOLOv9 (а также последующей модели YOLO26) делают их подходящими для развертывания на периферийном оборудовании с ограниченными ресурсами, например устройствах NVIDIA Jetson, для мониторинга транспортных потоков и городской безопасности.
  • Системы учета товаров в рознице: при обнаружении множества мелких товаров на полках PGI в YOLOv9 помогает сохранять точную пространственную информацию, что улучшает детекцию мелких объектов.
  • Устаревшие системы: PP-YOLOE+ остается практичным вариантом для команд, которым необходимо использовать программный стек Baidu/PaddlePaddle в существующей инфраструктуре.

Для исследователей, изучающих архитектуры на основе Transformer, Ultralytics также нативно поддерживает RT-DETR в том же API, поэтому ты можешь выбрать модель, которая лучше всего подходит под требования к развертыванию.

Комментарии