Документация Ultralytics: Использование YOLO11 с SAHI для Sliced Inference

Добро пожаловать в документацию Ultralytics по использованию YOLO11 с SAHI (Slicing Aided Hyper Inference). Это подробное руководство призвано предоставить вам все необходимые знания для реализации SAHI вместе с YOLO11. Мы подробно рассмотрим, что такое SAHI, почему логический вывод со срезами имеет решающее значение для крупномасштабных приложений и как интегрировать эти функции с YOLO11 для повышения производительности обнаружения объектов.

Обзор SAHI Sliced Inference

Введение в SAHI

SAHI (Slicing Aided Hyper Inference) — это инновационная библиотека, разработанная для оптимизации алгоритмов обнаружения объектов для крупномасштабных изображений с высоким разрешением. Ее основная функциональность заключается в разделении изображений на управляемые фрагменты, запуске обнаружения объектов на каждом фрагменте и последующем объединении результатов. SAHI совместима с рядом моделей обнаружения объектов, включая серию YOLO, что обеспечивает гибкость и гарантирует оптимизированное использование вычислительных ресурсов.

Смотреть: Инференс с SAHI (Slicing Aided Hyper Inference) с использованием Ultralytics YOLO11

Ключевые особенности SAHI

Бесшовная интеграция: SAHI легко интегрируется с моделями YOLO, а это значит, что вы можете начать нарезку и обнаружение без значительных изменений кода.
Эффективность использования ресурсов: Разбивая большие изображения на более мелкие части, SAHI оптимизирует использование памяти, позволяя выполнять высококачественное обнаружение на оборудовании с ограниченными ресурсами.
Высокая точность: SAHI поддерживает высокую точность обнаружения, используя интеллектуальные алгоритмы для объединения перекрывающихся ограничивающих рамок во время процесса сшивания.

Что такое Sliced Inference?

Раздельное обнаружение (Sliced Inference) относится к практике разделения большого изображения или изображения с высоким разрешением на более мелкие сегменты (фрагменты), проведения обнаружения объектов на этих фрагментах, а затем повторной компиляции фрагментов для восстановления местоположения объектов на исходном изображении. Этот метод неоценим в сценариях, когда вычислительные ресурсы ограничены или при работе с изображениями чрезвычайно высокого разрешения, которые в противном случае могут привести к проблемам с памятью.

Преимущества Sliced Inference

Снижение вычислительной нагрузки: Меньшие фрагменты изображений обрабатываются быстрее и потребляют меньше памяти, что обеспечивает более плавную работу на оборудовании более низкого класса.
Сохранение качества обнаружения: Поскольку каждый фрагмент обрабатывается независимо, качество обнаружения объектов не снижается, при условии, что фрагменты достаточно велики, чтобы захватить интересующие объекты.
Улучшенная масштабируемость: Этот метод позволяет легче масштабировать обнаружение объектов для изображений разных размеров и разрешений, что делает его идеальным для широкого спектра приложений, от спутниковых снимков до медицинской диагностики.

YOLO11 без SAHI	YOLO11 с SAHI

Установка и подготовка

Установка

Для начала установите последние версии SAHI и Ultralytics:

pip install -U ultralytics sahi

Импорт модулей и загрузка ресурсов

Вот как импортировать необходимые модули и загрузить модель YOLO11 и несколько тестовых изображений:

from sahi.utils.file import download_from_url
from sahi.utils.ultralytics import download_yolo11n_model

# Download YOLO11 model
model_path = "models/yolo11n.pt"
download_yolo11n_model(model_path)

# Download test images
download_from_url(
    "https://raw.githubusercontent.com/obss/sahi/main/demo/demo_data/small-vehicles1.jpeg",
    "demo_data/small-vehicles1.jpeg",
)
download_from_url(
    "https://raw.githubusercontent.com/obss/sahi/main/demo/demo_data/terrain2.png",
    "demo_data/terrain2.png",
)

Стандартный инференс с YOLO11

Создание экземпляра модели

Вы можете создать экземпляр модели YOLO11 для обнаружения объектов следующим образом:

from sahi import AutoDetectionModel

detection_model = AutoDetectionModel.from_pretrained(
    model_type="ultralytics",
    model_path=model_path,
    confidence_threshold=0.3,
    device="cpu",  # or 'cuda:0'
)

Выполнить стандартное прогнозирование

Выполните стандартный логический вывод, используя путь к изображению или изображение numpy.

from sahi.predict import get_prediction
from sahi.utils.cv import read_image

# With an image path
result = get_prediction("demo_data/small-vehicles1.jpeg", detection_model)

# With a numpy image
result_with_np_image = get_prediction(read_image("demo_data/small-vehicles1.jpeg"), detection_model)

Визуализация результатов

Экспорт и визуализация прогнозируемых ограничивающих рамок и масок:

from IPython.display import Image

result.export_visuals(export_dir="demo_data/")
Image("demo_data/prediction_visual.png")

Раздельное обнаружение с YOLO11

Выполните логический вывод по срезам, указав размеры среза и коэффициенты перекрытия:

from sahi.predict import get_sliced_prediction

result = get_sliced_prediction(
    "demo_data/small-vehicles1.jpeg",
    detection_model,
    slice_height=256,
    slice_width=256,
    overlap_height_ratio=0.2,
    overlap_width_ratio=0.2,
)

Обработка результатов прогнозирования

SAHI предоставляет PredictionResult объект, который можно преобразовать в различные форматы аннотаций:

# Access the object prediction list
object_prediction_list = result.object_prediction_list

# Convert to COCO annotation, COCO prediction, imantics, and fiftyone formats
result.to_coco_annotations()[:3]
result.to_coco_predictions(image_id=1)[:3]
result.to_imantics_annotations()[:3]
result.to_fiftyone_detections()[:3]

Пакетное прогнозирование

Для пакетного прогнозирования по каталогу изображений:

from sahi.predict import predict

predict(
    model_type="ultralytics",
    model_path="path/to/yolo11n.pt",
    model_device="cpu",  # or 'cuda:0'
    model_confidence_threshold=0.4,
    source="path/to/dir",
    slice_height=256,
    slice_width=256,
    overlap_height_ratio=0.2,
    overlap_width_ratio=0.2,
)

Вот и все! Теперь вы готовы использовать YOLO11 с SAHI как для стандартного, так и для фрагментированного вывода.

Цитирование и благодарности

Если вы используете SAHI в своих исследованиях или разработках, пожалуйста, сошлитесь на оригинальную статью SAHI и укажите авторов:

BibTeX

@article{akyon2022sahi,
  title={Slicing Aided Hyper Inference and Fine-tuning for Small Object Detection},
  author={Akyon, Fatih Cagatay and Altinuc, Sinan Onur and Temizel, Alptekin},
  journal={2022 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)},
  doi={10.1109/ICIP46576.2022.9897990},
  pages={966-970},
  year={2022}
}

Мы выражаем благодарность исследовательской группе SAHI за создание и поддержку этого бесценного ресурса для сообщества компьютерного зрения. Для получения дополнительной информации о SAHI и его создателях посетите репозиторий SAHI на GitHub.

Часто задаваемые вопросы

Как я могу интегрировать YOLO11 с SAHI для сегментированного вывода в задачах обнаружения объектов?

Интеграция Ultralytics YOLO11 с SAHI (Slicing Aided Hyper Inference) для sliced inference оптимизирует задачи обнаружения объектов на изображениях с высоким разрешением, разделяя их на управляемые фрагменты. Такой подход улучшает использование памяти и обеспечивает высокую точность обнаружения. Для начала необходимо установить библиотеки ultralytics и sahi:

pip install -U ultralytics sahi

Затем загрузите модель YOLO11 и тестовые изображения:

from sahi.utils.file import download_from_url
from sahi.utils.ultralytics import download_yolo11n_model

# Download YOLO11 model
model_path = "models/yolo11n.pt"
download_yolo11n_model(model_path)

# Download test images
download_from_url(
    "https://raw.githubusercontent.com/obss/sahi/main/demo/demo_data/small-vehicles1.jpeg",
    "demo_data/small-vehicles1.jpeg",
)

Для получения более подробных инструкций обратитесь к нашему руководству по Sliced Inference.

Почему мне следует использовать SAHI с YOLO11 для обнаружения объектов на больших изображениях?

Использование SAHI с Ultralytics YOLO11 для обнаружения объектов на больших изображениях предоставляет несколько преимуществ:

Снижение вычислительной нагрузки: Меньшие фрагменты обрабатываются быстрее и потребляют меньше памяти, что позволяет выполнять высококачественное обнаружение на оборудовании с ограниченными ресурсами.
Поддержание точности обнаружения: SAHI использует интеллектуальные алгоритмы для объединения перекрывающихся ограничивающих рамок, сохраняя качество обнаружения.
Улучшенная масштабируемость: Благодаря масштабированию задач обнаружения объектов для изображений разных размеров и разрешений, SAHI идеально подходит для различных приложений, таких как анализ спутниковых снимков и медицинская диагностика.

Узнайте больше о преимуществах инференса с нарезкой в нашей документации.

Могу ли я визуализировать результаты прогнозирования при использовании YOLO11 с SAHI?

Да, вы можете визуализировать результаты прогнозирования при использовании YOLO11 с SAHI. Вот как вы можете экспортировать и визуализировать результаты:

from IPython.display import Image

result.export_visuals(export_dir="demo_data/")
Image("demo_data/prediction_visual.png")

Эта команда сохранит визуализированные прогнозы в указанный каталог, после чего вы сможете загрузить изображение для просмотра в своем блокноте или приложении. Подробное руководство см. в разделе Стандартный вывод.

Какие функции предлагает SAHI для улучшения обнаружения объектов YOLO11?

SAHI (Slicing Aided Hyper Inference) предлагает несколько функций, которые дополняют Ultralytics YOLO11 для обнаружения объектов:

Бесшовная интеграция: SAHI легко интегрируется с моделями YOLO, требуя минимальных изменений в коде.
Эффективность использования ресурсов: Он разделяет большие изображения на более мелкие фрагменты, что оптимизирует использование памяти и скорость.
Высокая точность: Эффективно объединяя перекрывающиеся ограничивающие рамки во время процесса сшивания, SAHI поддерживает высокую точность обнаружения.

Для более глубокого понимания ознакомьтесь с ключевыми функциями SAHI.

Как обрабатывать крупномасштабные проекты логического вывода с использованием YOLO11 и SAHI?

Чтобы обрабатывать крупномасштабные проекты логического вывода с использованием YOLO11 и SAHI, следуйте этим рекомендациям:

Установите необходимые библиотеки: Убедитесь, что у вас установлены последние версии ultralytics и sahi.
Настройка сегментированного вывода: Определите оптимальные размеры сегментов и коэффициенты перекрытия для вашего конкретного проекта.
Запуск пакетных прогнозов: Используйте возможности SAHI для выполнения пакетных прогнозов в каталоге изображений, что повышает эффективность.

Пример пакетного прогнозирования:

from sahi.predict import predict

predict(
    model_type="ultralytics",
    model_path="path/to/yolo11n.pt",
    model_device="cpu",  # or 'cuda:0'
    model_confidence_threshold=0.4,
    source="path/to/dir",
    slice_height=256,
    slice_width=256,
    overlap_height_ratio=0.2,
    overlap_width_ratio=0.2,
)

Для получения более подробных инструкций посетите наш раздел по Пакетному прогнозированию.

📅 Создано 1 год назад ✏️ Обновлено 23 дня назад