Ultralytics YOLO Hiperparametre Ayarlama Kılavuzu

Giriş

Hiperparametre ayarı sadece tek seferlik bir kurulum değil, makine öğrenimi modelinin doğruluk, kesinlik ve geri çağırma gibi performans ölçümlerini optimize etmeyi amaçlayan yinelemeli bir süreçtir. Ultralytics YOLO bağlamında, bu hiperparametreler öğrenme hızından, kullanılan katman sayısı veya aktivasyon fonksiyonu türleri gibi mimari ayrıntılara kadar değişebilir.

Hiperparametreler nedir?

Hiperparametreler algoritma için yüksek seviyeli, yapısal ayarlardır. Eğitim aşamasından önce ayarlanırlar ve eğitim sırasında sabit kalırlar. İşte Ultralytics YOLO adresinde yaygın olarak ayarlanan bazı hiperparametreler:

• Öğrenme Oranı lr0: Kayıp fonksiyonunda bir minimuma doğru ilerlerken her iterasyonda adım boyutunu belirler.
• Parti Büyüklüğü batch: Bir ileri geçişte aynı anda işlenen görüntü sayısı.
• Çağ Sayısı epochs: Bir epok, tüm eğitim örneklerinin bir tam ileri ve geri geçişidir.
• Mimari Özellikleri: Kanal sayıları, katman sayısı, aktivasyon fonksiyonlarının türleri vb.

YOLOv8 adresinde kullanılan büyütme hiperparametrelerinin tam listesi için lütfen yapılandırmalar sayfasına bakın.

Genetik Evrim ve Mutasyon

Ultralytics YOLO hiperparametreleri optimize etmek için genetik algoritmalar kullanır. Genetik algoritmalar doğal seleksiyon ve genetik mekanizmasından esinlenmiştir.

• Mutasyon: Ultralytics YOLO bağlamında mutasyon, mevcut hiperparametrelerde küçük, rastgele değişiklikler uygulayarak ve değerlendirme için yeni adaylar üreterek hiperparametre uzayının yerel olarak aranmasına yardımcı olur.
• Çaprazlama: Çaprazlama popüler bir genetik algoritma tekniği olmasına rağmen, şu anda hiperparametre ayarlaması için Ultralytics YOLO adresinde kullanılmamaktadır. Yeni hiperparametre setleri oluşturmak için esas olarak mutasyona odaklanılmaktadır.

Hiperparametre Ayarlama için Hazırlık

Ayarlama işlemine başlamadan önce şunları yapmanız önemlidir:

1. Metrikleri Belirleyin: Modelin performansını değerlendirmek için kullanacağınız metrikleri belirleyin. Bu AP50, F1-skoru veya diğerleri olabilir.
2. Ayarlama Bütçesini Ayarlayın: Ne kadar hesaplama kaynağı ayırmak istediğinizi tanımlayın. Hiperparametre ayarı hesaplama açısından yoğun olabilir.

İlgili Adımlar

Hiperparametreleri Başlatma

Makul bir başlangıç hiperparametre seti ile başlayın. Bu, Ultralytics YOLO tarafından ayarlanan varsayılan hiperparametreler veya alan bilginize ya da önceki deneylerinize dayalı bir şey olabilir.

Hiperparametreleri Mutasyona Uğrat

Kullanın _mutate yöntemini kullanarak mevcut kümeye dayalı yeni bir hiperparametre kümesi üretir.

Tren Modeli

Eğitim, değiştirilmiş hiperparametre seti kullanılarak gerçekleştirilir. Eğitim performansı daha sonra değerlendirilir.

Modeli Değerlendirin

Modelin performansını değerlendirmek için AP50, F1-skoru gibi metrikleri veya özel metrikleri kullanın.

Günlük Sonuçları

Gelecekte başvurmak üzere hem performans ölçümlerini hem de ilgili hiperparametreleri kaydetmek çok önemlidir.

Tekrarla

Belirlenen iterasyon sayısına ulaşılana ya da performans ölçütü tatmin edici olana kadar süreç tekrarlanır.

Kullanım Örneği

İşte nasıl kullanılacağı model.tune() yöntemini kullanmak için Tuner AdamW optimize edici ile 30 epok için COCO8 üzerinde YOLOv8n hiperparametre ayarlama sınıfı ve daha hızlı ayarlama için son epok dışında çizim, kontrol noktası ve doğrulamayı atlama.

from ultralytics import YOLO

# Initialize the YOLO model
model = YOLO("yolov8n.pt")

# Tune hyperparameters on COCO8 for 30 epochs
model.tune(data="coco8.yaml", epochs=30, iterations=300, optimizer="AdamW", plots=False, save=False, val=False)

Sonuçlar

Hiperparametre ayarlama işlemini başarıyla tamamladıktan sonra, ayarlama sonuçlarını içeren birkaç dosya ve dizin elde edeceksiniz. Aşağıda her biri açıklanmaktadır:

Dosya Yapısı

Sonuçların dizin yapısı şu şekilde görünecektir. Aşağıdaki gibi eğitim dizinleri train1/ bireysel ayarlama iterasyonları, yani bir hiperparametre seti ile eğitilmiş bir model içerir. Bu tune/ dizini tüm bireysel model eğitimlerinin ayarlama sonuçlarını içerir:

runs/
└── detect/
    ├── train1/
    ├── train2/
    ├── ...
    └── tune/
        ├── best_hyperparameters.yaml
        ├── best_fitness.png
        ├── tune_results.csv
        ├── tune_scatter_plots.png
        └── weights/
            ├── last.pt
            └── best.pt

Dosya Açıklamaları

best_hyperparameters.yaml

Bu YAML dosyası, ayarlama işlemi sırasında bulunan en iyi performans gösteren hiperparametreleri içerir. Bu dosyayı, gelecekteki eğitimleri bu optimize edilmiş ayarlarla başlatmak için kullanabilirsiniz.

• Biçim: YAML
• Kullanım: Hiperparametre sonuçları

• Örnek:

  # 558/900 iterations complete ✅ (45536.81s)
  # Results saved to /usr/src/ultralytics/runs/detect/tune
  # Best fitness=0.64297 observed at iteration 498
  # Best fitness metrics are {'metrics/precision(B)': 0.87247, 'metrics/recall(B)': 0.71387, 'metrics/mAP50(B)': 0.79106, 'metrics/mAP50-95(B)': 0.62651, 'val/box_loss': 2.79884, 'val/cls_loss': 2.72386, 'val/dfl_loss': 0.68503, 'fitness': 0.64297}
  # Best fitness model is /usr/src/ultralytics/runs/detect/train498
  # Best fitness hyperparameters are printed below.
  
  lr0: 0.00269
  lrf: 0.00288
  momentum: 0.73375
  weight_decay: 0.00015
  warmup_epochs: 1.22935
  warmup_momentum: 0.1525
  box: 18.27875
  cls: 1.32899
  dfl: 0.56016
  hsv_h: 0.01148
  hsv_s: 0.53554
  hsv_v: 0.13636
  degrees: 0.0
  translate: 0.12431
  scale: 0.07643
  shear: 0.0
  perspective: 0.0
  flipud: 0.0
  fliplr: 0.08631
  mosaic: 0.42551
  mixup: 0.0
  copy_paste: 0.0
  

best_fitness.png

Bu, uygunluğu (tipik olarak AP50 gibi bir performans ölçütü) iterasyon sayısına karşı gösteren bir çizimdir. Genetik algoritmanın zaman içinde ne kadar iyi performans gösterdiğini görselleştirmenize yardımcı olur.

• Format: PNG
• Kullanım şekli: Performans görselleştirme

tune_results.csv

Ayarlama sırasında her bir iterasyonun ayrıntılı sonuçlarını içeren bir CSV dosyası. Dosyadaki her satır bir yinelemeyi temsil eder ve uygunluk puanı, kesinlik, geri çağırma gibi metriklerin yanı sıra kullanılan hiperparametreleri de içerir.

• Format: CSV
• Kullanım: Yineleme başına sonuç izleme.
• Örnek:

    fitness,lr0,lrf,momentum,weight_decay,warmup_epochs,warmup_momentum,box,cls,dfl,hsv_h,hsv_s,hsv_v,degrees,translate,scale,shear,perspective,flipud,fliplr,mosaic,mixup,copy_paste
    0.05021,0.01,0.01,0.937,0.0005,3.0,0.8,7.5,0.5,1.5,0.015,0.7,0.4,0.0,0.1,0.5,0.0,0.0,0.0,0.5,1.0,0.0,0.0
    0.07217,0.01003,0.00967,0.93897,0.00049,2.79757,0.81075,7.5,0.50746,1.44826,0.01503,0.72948,0.40658,0.0,0.0987,0.4922,0.0,0.0,0.0,0.49729,1.0,0.0,0.0
    0.06584,0.01003,0.00855,0.91009,0.00073,3.42176,0.95,8.64301,0.54594,1.72261,0.01503,0.59179,0.40658,0.0,0.0987,0.46955,0.0,0.0,0.0,0.49729,0.80187,0.0,0.0
  

tune_scatter_plots.png

Bu dosya, aşağıdakilerden oluşturulan dağılım grafiklerini içerir tune_results.csvfarklı hiperparametreler ve performans metrikleri arasındaki ilişkileri görselleştirmenize yardımcı olur. 0'a başlatılan hiperparametrelerin ayarlanmayacağını unutmayın, örneğin degrees ve shear aşağıda.

• Format: PNG
• Kullanım: Keşifsel veri analizi

ağırlıklar/

Bu dizin, hiperparametre ayarlama işlemi sırasında son ve en iyi iterasyonlar için kaydedilen PyTorch modellerini içerir.

• last.pt: Last.pt, eğitimin son epoğundaki ağırlıklardır.
• best.pt: En iyi uygunluk puanını elde eden iterasyon için en iyi.pt ağırlıkları.

Bu sonuçları kullanarak gelecekteki model eğitimleriniz ve analizleriniz için daha bilinçli kararlar verebilirsiniz. Modelinizin ne kadar iyi performans gösterdiğini ve onu nasıl daha da geliştirebileceğinizi anlamak için bu eserlere başvurmaktan çekinmeyin.

Sonuç

Ultralytics YOLO adresindeki hiperparametre ayarlama süreci, mutasyona odaklanan genetik algoritma tabanlı yaklaşımı sayesinde basitleştirilmiş ancak güçlüdür. Bu kılavuzda özetlenen adımları izlemek, daha iyi performans elde etmek için modelinizi sistematik olarak ayarlamanıza yardımcı olacaktır.

Daha Fazla Okuma

1. Wikipedia'da Hiperparametre Optimizasyonu
2. YOLOv5 Hiperparametre Evrim Kılavuzu
3. Ray Tune ile Verimli Hiperparametre Ayarlama ve YOLOv8

Daha derin içgörüler için Tuner sınıfı kaynak kodu ve beraberindeki belgeler. Herhangi bir sorunuz, özellik talebiniz veya daha fazla yardıma ihtiyacınız olursa, bize şu adresten ulaşmaktan çekinmeyin GitHub veya Discord.

SSS

Hiperparametre ayarlama sırasında Ultralytics YOLO için öğrenme oranını nasıl optimize edebilirim?

Ultralytics YOLO için öğrenme oranını optimize etmek üzere, aşağıdaki yöntemi kullanarak bir başlangıç öğrenme oranı belirleyerek başlayın lr0 parametre. Yaygın değerler şu aralıktadır 0.001 için 0.01. Hiperparametre ayarlama işlemi sırasında, bu değer en uygun ayarı bulmak için değiştirilecektir. Kullanabilirsiniz model.tune() yöntemini kullanarak bu süreci otomatikleştirebilirsiniz. Örneğin:

from ultralytics import YOLO

# Initialize the YOLO model
model = YOLO("yolov8n.pt")

# Tune hyperparameters on COCO8 for 30 epochs
model.tune(data="coco8.yaml", epochs=30, iterations=300, optimizer="AdamW", plots=False, save=False, val=False)

Daha fazla ayrıntı için Ultralytics YOLO yapılandırma sayfasına bakın.

YOLOv8 adresinde hiperparametre ayarlaması için genetik algoritma kullanmanın faydaları nelerdir?

Ultralytics YOLOv8 adresindeki genetik algoritmalar, hiperparametre uzayını keşfetmek için sağlam bir yöntem sağlayarak yüksek düzeyde optimize edilmiş model performansına yol açar. Temel faydaları şunlardır:

• Verimli Arama: Mutasyon gibi genetik algoritmalar, geniş bir hiperparametre setini hızlı bir şekilde keşfedebilir.
• Yerel Minimumlardan Kaçınma: Rastgelelik sunarak, yerel minimumlardan kaçınmaya yardımcı olurlar ve daha iyi küresel optimizasyon sağlarlar.
• Performans Metrikleri: AP50 ve F1-skor gibi performans ölçütlerine göre uyarlanırlar.

Genetik algoritmaların hiperparametreleri nasıl optimize edebileceğini görmek için hiperparametre evrimi kılavuzuna göz atın.

Ultralytics YOLO için hiperparametre ayarlama süreci ne kadar sürer?

Ultralytics YOLO ile hiperparametre ayarlaması için gereken süre büyük ölçüde veri kümesinin boyutu, model mimarisinin karmaşıklığı, iterasyon sayısı ve mevcut hesaplama kaynakları gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Örneğin, COCO8 gibi bir veri kümesinde 30 epok için YOLOv8n adresini ayarlamak, donanıma bağlı olarak birkaç saat ila gün sürebilir.

Ayarlama süresini etkin bir şekilde yönetmek için önceden net bir ayarlama bütçesi tanımlayın(dahili bölüm bağlantısı). Bu, kaynak tahsisi ve optimizasyon hedeflerinin dengelenmesine yardımcı olur.

YOLO adresinde hiperparametre ayarlama sırasında model performansını değerlendirmek için hangi ölçütleri kullanmalıyım?

YOLO adresinde hiperparametre ayarlama sırasında model performansını değerlendirirken birkaç temel ölçüt kullanabilirsiniz:

• AP50: 0,50 IoU eşiğindeki ortalama hassasiyet.
• F1-Skoru: Kesinlik ve geri çağırmanın harmonik ortalaması.
• Kesinlik ve Geri Çağırma: Modelin doğru pozitiflere karşı yanlış pozitifleri ve yanlış negatifleri tanımlamadaki doğruluğunu gösteren bireysel ölçümler.

Bu metrikler, modelinizin performansının farklı yönlerini anlamanıza yardımcı olur. Kapsamlı bir genel bakış için Ultralytics YOLO performans ölçüm leri kılavuzuna bakın.

YOLO modellerinin hiperparametre ayarlaması için Ultralytics HUB'ı kullanabilir miyim?

Evet, YOLO modellerinin hiperparametre ayarlaması için Ultralytics HUB'ı kullanabilirsiniz. HUB, veri kümelerini kolayca yüklemek, modelleri eğitmek ve hiperparametre ayarını verimli bir şekilde gerçekleştirmek için kod içermeyen bir platform sunar. Ayarlama ilerlemesinin ve sonuçlarının gerçek zamanlı olarak izlenmesini ve görselleştirilmesini sağlar.

Ultralytics HUB Cloud Eğitim belgelerinde hiperparametre ayarlama için Ultralytics HUB kullanımı hakkında daha fazla bilgi edinin.

Yorumlar