Редактировать страницу на GitHub (EN)

Тестирование с аугментацией (TTA)

📚 Это руководство объясняет, как использовать тестирование с аугментацией (TTA) во время тестирования и инференса для улучшения mAP и Recall с YOLOv5 🚀.

Перед началом

Клонируй репозиторий и установи requirements.txt в среде Python>=3.8.0, включая PyTorch>=1.8. Модели и датасеты загружаются автоматически из последнего релиза YOLOv5.

git clone https://github.com/ultralytics/yolov5 # clone
cd yolov5
pip install -r requirements.txt # install

Стандартное тестирование

Перед использованием TTA давай определим базовую производительность для сравнения. Эта команда тестирует YOLOv5x на COCO val2017 при размере изображения 640 пикселей. yolov5x.pt — это самая большая и точная из доступных моделей. Другие варианты: yolov5s.pt, yolov5m.pt и yolov5l.pt, или твой собственный чекпоинт после обучения на пользовательском наборе данных ./weights/best.pt. Подробности обо всех доступных моделях смотри в нашей документации YOLOv5.

python val.py --weights yolov5x.pt --data coco.yaml --img 640 --half

Вывод:

val: data=./data/coco.yaml, weights=['yolov5x.pt'], batch_size=32, imgsz=640, conf_thres=0.001, iou_thres=0.65, task=val, device=, single_cls=False, augment=False, verbose=False, save_txt=False, save_conf=False, save_json=True, project=runs/val, name=exp, exist_ok=False, half=True
YOLOv5 🚀 v5.0-267-g6a3ee7c torch 1.9.0+cu102 CUDA:0 (Tesla P100-PCIE-16GB, 16280.875MB)

Fusing layers...
Model Summary: 476 layers, 87730285 parameters, 0 gradients

val: Scanning '../datasets/coco/val2017' images and labels...4952 found, 48 missing, 0 empty, 0 corrupted: 100% 5000/5000 [00:01<00:00, 2846.03it/s]
val: New cache created: ../datasets/coco/val2017.cache
               Class     Images     Labels          P          R     mAP@.5 mAP@.5:.95: 100% 157/157 [02:30<00:00,  1.05it/s]
                 all       5000      36335      0.746      0.626       0.68       0.49
Speed: 0.1ms pre-process, 22.4ms inference, 1.4ms NMS per image at shape (32, 3, 640, 640)  # <--- baseline speed

Evaluating pycocotools mAP... saving runs/val/exp/yolov5x_predictions.json...
...
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.504  # <--- baseline mAP
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.688
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.75      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.546
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.351
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.551
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.644
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=  1 ] = 0.382
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets= 10 ] = 0.628
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.681  # <--- baseline mAR
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.524
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.735
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.826

Тестирование с TTA

Добавь --augment к любой существующей команде val.py, чтобы включить TTA, и увеличь размер изображения примерно на 30% для улучшения результатов. Учти, что инференс с включенным TTA обычно занимает в 2-3 раза больше времени, чем обычный инференс, так как изображения зеркально отражаются и обрабатываются в 3 разных разрешениях, а результаты объединяются перед NMS. Частично снижение скорости вызвано просто большими размерами изображений (832 против 640), а частично — самими операциями TTA, поэтому убедись, что на твоем GPU достаточно памяти перед увеличением --img.

python val.py --weights yolov5x.pt --data coco.yaml --img 832 --augment --half

Вывод:

val: data=./data/coco.yaml, weights=['yolov5x.pt'], batch_size=32, imgsz=832, conf_thres=0.001, iou_thres=0.6, task=val, device=, single_cls=False, augment=True, verbose=False, save_txt=False, save_conf=False, save_json=True, project=runs/val, name=exp, exist_ok=False, half=True
YOLOv5 🚀 v5.0-267-g6a3ee7c torch 1.9.0+cu102 CUDA:0 (Tesla P100-PCIE-16GB, 16280.875MB)

Fusing layers...
/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/torch/nn/functional.py:718: UserWarning: Named tensors and all their associated APIs are an experimental feature and subject to change. Please do not use them for anything important until they are released as stable. (Triggered internally at  /pytorch/c10/core/TensorImpl.h:1156.)
  return torch.max_pool2d(input, kernel_size, stride, padding, dilation, ceil_mode)
Model Summary: 476 layers, 87730285 parameters, 0 gradients
val: Scanning '../datasets/coco/val2017' images and labels...4952 found, 48 missing, 0 empty, 0 corrupted: 100% 5000/5000 [00:01<00:00, 2885.61it/s]
val: New cache created: ../datasets/coco/val2017.cache
               Class     Images     Labels          P          R     mAP@.5 mAP@.5:.95: 100% 157/157 [07:29<00:00,  2.86s/it]
                 all       5000      36335      0.718      0.656      0.695      0.503
Speed: 0.2ms pre-process, 80.6ms inference, 2.7ms NMS per image at shape (32, 3, 832, 832)  # <--- TTA speed

Evaluating pycocotools mAP... saving runs/val/exp-2/yolov5x_predictions.json...
...
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.516  # <--- TTA mAP
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.701
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.75      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.562
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.361
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.564
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.656
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=  1 ] = 0.388
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets= 10 ] = 0.640
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.696  # <--- TTA mAR
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.553
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.744
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.833

Инференс с TTA

Инференс с TTA в detect.py работает так же, как в val.py: просто добавь --augment к любой существующей команде detect.py:

python detect.py --weights yolov5s.pt --img 832 --source data/images --augment

Вывод:

YOLOv5 🚀 v5.0-267-g6a3ee7c torch 1.9.0+cu102 CUDA:0 (Tesla P100-PCIE-16GB, 16280.875MB)

Downloading https://github.com/ultralytics/yolov5/releases/download/v5.0/yolov5s.pt to yolov5s.pt...
100% 14.1M/14.1M [00:00<00:00, 81.9MB/s]

Fusing layers...
Model Summary: 224 layers, 7266973 parameters, 0 gradients
image 1/2 /content/yolov5/data/images/bus.jpg: 832x640 4 persons, 1 bus, 1 fire hydrant, Done. (0.029s)
image 2/2 /content/yolov5/data/images/zidane.jpg: 480x832 3 persons, 3 ties, Done. (0.024s)
Results saved to runs/detect/exp
Done. (0.156s)
YOLOv5 test time augmentations

TTA в PyTorch Hub

TTA автоматически интегрирована во все модели YOLOv5 PyTorch Hub, и её можно включить, передав augment=True во время инференса.

import torch

# Model
model = torch.hub.load("ultralytics/yolov5", "yolov5s")  # or yolov5m, yolov5x, custom

# Images
img = "https://ultralytics.com/images/zidane.jpg"  # or file, PIL, OpenCV, numpy, multiple

# Inference
results = model(img, augment=True)  # <--- TTA inference

# Results
results.print()  # or .show(), .save(), .crop(), .pandas(), etc.

Настройка

Ты можешь настроить операции TTA, применяемые в методе YOLOv5 forward_augment().

Преимущества тестирования с аугментацией

Тестирование с аугментацией предлагает несколько ключевых преимуществ для задач обнаружения объектов:

  • Улучшенная точность: Как показано в результатах выше, TTA увеличивает mAP с 0.504 до 0.516, а mAR с 0.681 до 0.696.
  • Лучшее обнаружение мелких объектов: TTA особенно улучшает обнаружение мелких объектов, при этом AP для малых площадей увеличивается с 0.351 до 0.361.
  • Повышенная надежность: Тестируя несколько вариаций каждого изображения, TTA снижает влияние угла обзора, освещения и других факторов окружающей среды.
  • Простая реализация: Требует лишь добавления флага --augment к существующим командам.

Компромиссом является увеличение времени инференса, что делает TTA более подходящей для приложений, где точность приоритетнее скорости.

Поддерживаемые среды

Ultralytics предоставляет ряд готовых к использованию сред, в которых уже предустановлены основные зависимости, такие как CUDA, CUDNN, Python и PyTorch, чтобы ты мог быстрее начать свои проекты.

Статус проекта

YOLOv5 CI

Этот значок означает, что все тесты непрерывной интеграции (CI) YOLOv5 GitHub Actions успешно проходят. Эти CI-тесты строго проверяют функциональность и производительность YOLOv5 по различным ключевым аспектам: обучение, валидация, инференс, экспорт и бенчмарки. Они обеспечивают стабильную и надежную работу на macOS, Windows и Ubuntu, при этом тесты проводятся каждые 24 часа и при каждом новом коммите.

Contributors
Редактировать страницу на GitHub (EN)
GLglenn-jocher16LALaughing-q2RIRizwanMunawar1

Комментарии