Ultralytics YOLO27: Запишись в список ожидания.
Начать

Загрузка YOLOv5 из PyTorch Hub

В этом руководстве объясняется, как загрузить YOLOv5 из PyTorch Hub — репозитория предобученных моделей для PyTorch.

Перед началом#

Установи requirements.txt в среде Python>=3.8.0, включая PyTorch>=1.8. Модели и наборы данных загружаются автоматически из последнего релиза YOLOv5.

pip install -r https://raw.githubusercontent.com/ultralytics/yolov5/master/requirements.txt
Совет

Клонировать ultralytics/yolov5 не требуется — PyTorch Hub автоматически получает код.

Загрузка YOLOv5 через PyTorch Hub#

Простой пример#

В этом примере предобученная модель YOLOv5s загружается из PyTorch Hub как model, после чего ей передаётся изображение для инференса. 'yolov5s' — одна из небольших и быстрых моделей среди предобученных чекпойнтов YOLOv5.

import torch

# Model
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s")

# Image
im = "https://ultralytics.com/images/zidane.jpg"

# Inference
results = model(im)

results.pandas().xyxy[0]
# xmin    ymin    xmax   ymax  уверенность  класс    название
# 0  749.50   43.50  1148.0  704.5    0.874023      0  person
# 1  433.50  433.50   517.5  714.5    0.687988     27     tie
# 2  114.75  195.75  1095.0  708.0    0.624512      0  person
# 3  986.00  304.00  1028.0  420.0    0.286865     27     tie

Подробный пример#

В этом примере показан пакетный инференс с источниками изображений PIL и OpenCV — двумя типами входных данных, которые принимает метод forward YOLOv5 AutoShape(). Результаты results можно вывести в консоль, сохранить в runs/hub, показать на экране в поддерживаемых окружениях, а также вернуть в виде тензоров или датафреймов pandas.

import cv2
import torch
from PIL import Image

# Model
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s")

# Images
for f in "zidane.jpg", "bus.jpg":
    torch.hub.download_url_to_file(f"https://ultralytics.com/images/{f}", f)  # download 2 images
im1 = Image.open("zidane.jpg")  # PIL image
im2 = cv2.imread("bus.jpg")[..., ::-1]  # OpenCV image (BGR to RGB)

# Inference
results = model([im1, im2], size=640)  # batch of images

# Results
results.print()
results.save()  # or .show()

results.xyxy[0]  # im1 predictions (tensor)
results.pandas().xyxy[0]  # im1 predictions (pandas)
#      xmin    ymin    xmax   ymax  confidence  class    name
# 0  749.50   43.50  1148.0  704.5    0.874023      0  person
# 1  433.50  433.50   517.5  714.5    0.687988     27     tie
# 2  114.75  195.75  1095.0  708.0    0.624512      0  person
# 3  986.00  304.00  1028.0  420.0    0.286865     27     tie
YOLO inference results on zidane.jpg YOLO inference results on bus.jpg

Параметры инференса#

Модели YOLOv5 имеют различные атрибуты инференса, например порог уверенности и порог IoU, которые можно задать следующим образом:

model.conf = 0.25  # порог уверенности NMS
model.iou = 0.45  # порог IoU для NMS
model.agnostic = False  # NMS без учёта классов
model.multi_label = False  # несколько меток на рамку в NMS
model.classes = None  # (необязательный список) фильтрация по классу, например = [0, 15, 16] для людей, кошек и собак в COCO
model.max_det = 1000  # максимальное количество обнаружений на изображение
model.amp = False  # инференс с автоматической смешанной точностью (AMP)

results = model(im, size=320)  # пользовательский размер для инференса

Устройство#

После создания модели можно перенести на любое устройство:

model.cpu()  # CPU
model.cuda()  # GPU
model.to(device)  # например, device=torch.device(0)

Модели также можно сразу создавать на любом device:

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", device="cpu")  # загрузка на CPU
Совет

Перед инференсом входные изображения автоматически переносятся на устройство, на котором находится модель.

Отключение вывода#

Модели можно загружать без вывода сообщений с помощью _verbose=False:

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", _verbose=False)  # загрузка без вывода сообщений

Входные каналы#

Чтобы загрузить предварительно обученную модель YOLOv5s с 4 входными каналами вместо стандартных 3:

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", channels=4)

В этом случае модель будет состоять из предобученных весов, кроме самого первого входного слоя, форма которого больше не совпадает с формой предобученного входного слоя. Веса входного слоя останутся случайно инициализированными.

Количество классов#

Чтобы загрузить предварительно обученную модель YOLOv5s с 10 выходными классами вместо стандартных 80:

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", classes=10)

В этом случае модель будет состоять из предобученных весов, кроме выходных слоёв, форма которых больше не совпадает с формой предобученных выходных слоёв. Веса выходных слоёв останутся случайно инициализированными.

Принудительная перезагрузка#

Если при выполнении описанных выше шагов возникнут проблемы, задай force_reload=True: это удалит существующий кэш и принудительно загрузит последнюю версию YOLOv5 из PyTorch Hub. Кэшированные копии находятся в ~/.cache/torch/hub; удаление этой папки даст тот же результат.

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", force_reload=True)  # принудительная перезагрузка

Инференс по снимку экрана#

Чтобы выполнить инференс на экране компьютера:

import torch
from PIL import ImageGrab

# Model
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s")

# Image
im = ImageGrab.grab()  # сделать снимок экрана

# Inference
results = model(im)

Инференс на нескольких GPU#

Модели YOLOv5 можно параллельно загружать на несколько GPU и выполнять инференс в отдельных потоках:

import threading

import torch

def run(model, im):
    """Performs inference on an image using a given model and saves the output; model must support `.save()` method."""
    results = model(im)
    results.save()

# Models
model0 = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", device=0)
model1 = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", device=1)

# Inference
threading.Thread(target=run, args=[model0, "https://ultralytics.com/images/zidane.jpg"], daemon=True).start()
threading.Thread(target=run, args=[model1, "https://ultralytics.com/images/bus.jpg"], daemon=True).start()

Обучение#

Чтобы загрузить модель YOLOv5 для обучения, а не для инференса, задай autoshape=False. Чтобы загрузить модель со случайно инициализированными весами (для обучения с нуля), используй pretrained=False. В этом случае нужно предоставить собственный скрипт обучения или обучать модель с помощью train.py, как показано в руководстве по обучению на пользовательских данных для YOLOv5.

import torch

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", autoshape=False)  # загрузить предварительно обученную модель
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s", autoshape=False, pretrained=False)  # загрузить модель с нуля

Результаты в Base64#

Результаты в кодировке Base64 полезны для API-сервисов, как показано в примере Flask REST API для YOLOv5.

import base64
from io import BytesIO

from PIL import Image

results = model(im)  # inference

results.ims  # массив исходных изображений (в виде массива np), переданных модели для инференса
results.render()  # обновляет results.ims рамками и метками
for im in results.ims:
    buffered = BytesIO()
    im_base64 = Image.fromarray(im)
    im_base64.save(buffered, format="JPEG")
    print(base64.b64encode(buffered.getvalue()).decode("utf-8"))  # изображение с результатами в кодировке base64

Обрезанные результаты#

Результаты можно вернуть и сохранить в виде обрезанных областей обнаружения:

results = model(im)  # inference
crops = results.crop(save=True)  # словарь обрезанных областей обнаружения

Результаты в Pandas#

Результаты можно вернуть в виде DataFrame Pandas:

results = model(im)  # inference
results.pandas().xyxy[0]  # DataFrame Pandas
Вывод pandas (нажми, чтобы развернуть)
print(results.pandas().xyxy[0])
# xmin    ymin    xmax   ymax  уверенность  класс    название
# 0  749.50   43.50  1148.0  704.5    0.874023      0  person
# 1  433.50  433.50   517.5  714.5    0.687988     27     tie
# 2  114.75  195.75  1095.0  708.0    0.624512      0  person
# 3  986.00  304.00  1028.0  420.0    0.286865     27     tie

Сортировка результатов#

Результаты можно сортировать по столбцам, например, чтобы упорядочить обнаруженные цифры на номерном знаке слева направо (по оси x):

results = model(im)  # inference
results.pandas().xyxy[0].sort_values("xmin")  # отсортировано слева направо

Результаты в JSON#

Результаты можно вернуть в формате JSON, предварительно преобразовав их в датафреймы .pandas() с помощью метода .to_json(). Формат JSON можно изменить с помощью аргумента orient. Подробности см. в документации pandas .to_json().

results = model(im)  # inference
results.pandas().xyxy[0].to_json(orient="records")  # предсказания JSON для img1
Вывод JSON (нажми, чтобы развернуть)
[
    {
        "xmin": 749.5,
        "ymin": 43.5,
        "xmax": 1148.0,
        "ymax": 704.5,
        "confidence": 0.8740234375,
        "class": 0,
        "name": "person"
    },
    {
        "xmin": 433.5,
        "ymin": 433.5,
        "xmax": 517.5,
        "ymax": 714.5,
        "confidence": 0.6879882812,
        "class": 27,
        "name": "tie"
    },
    {
        "xmin": 115.25,
        "ymin": 195.75,
        "xmax": 1096.0,
        "ymax": 708.0,
        "confidence": 0.6254882812,
        "class": 0,
        "name": "person"
    },
    {
        "xmin": 986.0,
        "ymin": 304.0,
        "xmax": 1028.0,
        "ymax": 420.0,
        "confidence": 0.2873535156,
        "class": 27,
        "name": "tie"
    }
]

Пользовательские модели#

В этом примере загружается пользовательская модель YOLOv5s, обученная на 20 классах VOC, 'best.pt', с помощью PyTorch Hub.

import torch

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="path/to/best.pt")  # локальная модель
model = torch.hub.load("path/to/yolov5", "custom", path="path/to/best.pt", source="local")  # локальный репозиторий

Модели TensorRT, ONNX и OpenVINO#

PyTorch Hub поддерживает инференс в большинстве форматов экспорта YOLOv5, включая модели, обученные на пользовательских данных.

Совет
  • TensorRT может работать в 2–5 раз быстрее PyTorch по результатам тестов на GPU.
  • ONNX и OpenVINO могут работать в 2–3 раза быстрее PyTorch по результатам тестов на CPU.
import torch

model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s.pt")  # PyTorch
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s.torchscript")  # TorchScript
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s.onnx")  # ONNX
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s_openvino_model/")  # OpenVINO
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s.engine")  # TensorRT
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s.mlpackage")  # CoreML (только для macOS)
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s.tflite")  # TFLite
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="yolov5s_paddle_model/")  # PaddlePaddle

Поддерживаемые среды#

Ultralytics предлагает широкий выбор готовых окружений с предварительно установленными основными зависимостями, такими как CUDA, cuDNN, Python и PyTorch, чтобы ты мог сразу приступить к проектам.

Статус проекта#

YOLOv5 CI

Этот значок означает, что все тесты YOLOv5 GitHub Actions для непрерывной интеграции (CI) проходят успешно. Эти тесты CI тщательно проверяют функциональность и производительность YOLOv5 по ряду ключевых направлений: обучение, валидация, инференс, экспорт и сравнительное тестирование. Они обеспечивают стабильную и надёжную работу в macOS, Windows и Ubuntu. Тестирование проводится каждые 24 часа и после каждого нового коммита.

Часто задаваемые вопросы#

  • Нет. При первом использовании torch.hub.load("ultralytics/yolov5", ...) загружает код в ~/.cache/torch/hub и скачивает веса. Установить нужно только пакеты из requirements.txt.

  • Используй точку входа custom, указав путь к контрольной точке: torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "custom", path="runs/train/exp/weights/best.pt"). Добавь source="local" и путь к локальному репозиторию, чтобы загрузить модель без доступа к сети.

  • Да. Передай экспортированный файл тому же загрузчику custom, и YOLOv5 выберет подходящий бэкенд по расширению файла, например yolov5s.onnx, yolov5s.engine или yolov5s_openvino_model/.

  • Передай force_reload=True, чтобы удалить закэшированный репозиторий и загрузить последнюю версию кода, или удали ~/.cache/torch/hub вручную. Так ты также получишь новые выпуски YOLOv5.

  • results.xyxy[0] возвращает тензор с [x1, y1, x2, y2, confidence, class] строками, results.pandas().xyxy[0] возвращает DataFrame с названиями классов, а .to_json(orient="records") для этого DataFrame формирует JSON.

Комментарии

Задай вопрос, поделись результатами или помоги кому-нибудь.