Классификация изображений с помощью Ultralytics YOLO#

Image classification — это простейшая из поддерживаемых задач, которая заключается в классификации всего изображения в один из предопределенных классов.

Результатом работы классификатора изображений является одна метка класса и показатель достоверности (confidence score). Классификация изображений полезна, когда тебе нужно знать только то, к какому классу принадлежит изображение, и не требуется определять местоположение объектов этого класса или их точную форму.

Модели#

Предварительно обученные модели YOLO26 Classify представлены здесь. Модели Detect, Segment и Pose предварительно обучены на наборе данных COCO, модели Semantic предварительно обучены на наборе данных Cityscapes, а модели Classify предварительно обучены на наборе данных ImageNet.

Models скачиваются автоматически из последнего релиза Ultralytics при первом использовании.

• Значения acc представляют собой точность моделей на проверочном наборе данных ImageNet.
  Воспроизведите с помощью yolo val classify data=path/to/ImageNet device=0
• Скорость усреднена по изображениям валидации ImageNet с использованием инстанса Amazon EC2 P4d.
  Воспроизведите с помощью yolo val classify data=path/to/ImageNet batch=1 device=0|cpu
• Значения Params и FLOPs относятся к объединенной модели после model.fuse(), которая объединяет слои Conv и BatchNorm. Предварительно обученные чекпоинты сохраняют всю архитектуру обучения и могут показывать больший счетчик.

Обучение#

Обучи модель YOLO26n-cls на наборе данных MNIST160 в течение 100 эпох при размере изображения 64. Полный список доступных аргументов см. на странице Configuration.

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n-cls.yaml")  # build a new model from YAML
model = YOLO("yolo26n-cls.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)
model = YOLO("yolo26n-cls.yaml").load("yolo26n-cls.pt")  # build from YAML and transfer weights

# Train the model
results = model.train(data="mnist160", epochs=100, imgsz=64)

import torch
import torchvision.transforms as T

from ultralytics import YOLO
from ultralytics.data.dataset import ClassificationDataset
from ultralytics.models.yolo.classify import ClassificationTrainer, ClassificationValidator

class CustomizedDataset(ClassificationDataset):
    """A customized dataset class for image classification with enhanced data augmentation transforms."""

    def __init__(self, root: str, args, augment: bool = False, prefix: str = ""):
        """Initialize a customized classification dataset with enhanced data augmentation transforms."""
        super().__init__(root, args, augment, prefix)

        # Add your custom training transforms here
        train_transforms = T.Compose(
            [
                T.Resize((args.imgsz, args.imgsz)),
                T.RandomHorizontalFlip(p=args.fliplr),
                T.RandomVerticalFlip(p=args.flipud),
                T.RandAugment(interpolation=T.InterpolationMode.BILINEAR),
                T.ColorJitter(brightness=args.hsv_v, contrast=args.hsv_v, saturation=args.hsv_s, hue=args.hsv_h),
                T.ToTensor(),
                T.Normalize(mean=torch.tensor(0), std=torch.tensor(1)),
                T.RandomErasing(p=args.erasing, inplace=True),
            ]
        )

        # Add your custom validation transforms here
        val_transforms = T.Compose(
            [
                T.Resize((args.imgsz, args.imgsz)),
                T.ToTensor(),
                T.Normalize(mean=torch.tensor(0), std=torch.tensor(1)),
            ]
        )
        self.torch_transforms = train_transforms if augment else val_transforms

class CustomizedTrainer(ClassificationTrainer):
    """A customized trainer class for YOLO classification models with enhanced dataset handling."""

    def build_dataset(self, img_path: str, mode: str = "train", batch=None):
        """Build a customized dataset for classification training and the validation during training."""
        return CustomizedDataset(root=img_path, args=self.args, augment=mode == "train", prefix=mode)

class CustomizedValidator(ClassificationValidator):
    """A customized validator class for YOLO classification models with enhanced dataset handling."""

    def build_dataset(self, img_path: str):
        """Build a customized dataset for classification standalone validation (no augmentation)."""
        return CustomizedDataset(root=img_path, args=self.args, augment=False, prefix=self.args.split)

model = YOLO("yolo26n-cls.pt")
model.train(data="imagenet1000", trainer=CustomizedTrainer, epochs=10, imgsz=224, batch=64)
model.val(data="imagenet1000", validator=CustomizedValidator, imgsz=224, batch=64)

Формат набора данных#

Формат набора данных классификации YOLO подробно описан в Руководстве по наборам данных. Наборами данных классификации также можно управлять и размечать их с помощью инструментов разметки Ultralytics Platform.

Валидация#

Выполни валидацию точности обученной модели YOLO26n-cls на наборе данных MNIST160. Никаких аргументов не требуется, так как model сохраняет свою обучающую data и аргументы в качестве атрибутов модели.

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n-cls.pt")  # load an official model
model = YOLO("path/to/best.pt")  # load a custom model

# Validate the model
metrics = model.val()  # no arguments needed, dataset and settings remembered
metrics.top1  # top1 accuracy
metrics.top5  # top5 accuracy

Предсказание#

Используй обученную модель YOLO26n-cls для выполнения предсказаний на изображениях.

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n-cls.pt")  # load an official model
model = YOLO("path/to/best.pt")  # load a custom model

# Predict with the model
results = model("https://ultralytics.com/images/bus.jpg")  # predict on an image

# Access the results
for result in results:
    top1 = result.probs.top1  # top predicted class ID
    top1_conf = result.probs.top1conf  # top prediction confidence
    top1_name = result.names[top1]  # top predicted class name

Смотри полную информацию о режиме predict на странице Предсказание.

Вывод результатов#

Классификация изображений возвращает один объект Results на изображение. Основным полем предсказания является result.probs, которое содержит вектор вероятностей классов и вспомогательные средства для топ-предсказаний.

Информацию о специфичных для задач полях Results для каждой задачи см. в разделе Результаты предсказания по задачам.

Экспорт#

Экспортируй модель YOLO26n-cls в другой формат, например ONNX, CoreML и т.д.

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n-cls.pt")  # load an official model
model = YOLO("path/to/best.pt")  # load a custom-trained model

# Export the model
model.export(format="onnx")

Доступные форматы экспорта YOLO26-cls приведены в таблице ниже. Ты можешь экспортировать в любой формат с помощью аргумента format, например format='onnx' или format='engine'. Ты можешь выполнять прогнозирование или валидацию напрямую на экспортированных моделях, например yolo predict model=yolo26n-cls.onnx. Примеры использования отображаются для твоей модели после завершения экспорта.

Смотри полную информацию об export на странице Экспорт.

FAQ#