Dự đoán mô hình với Ultralytics YOLO

Giới thiệu

Trong thế giới học máy và thị giác máy tính, quá trình hiểu ý nghĩa của dữ liệu trực quan được gọi là 'suy luận' hoặc 'dự đoán'. Ultralytics YOLOv8 Cung cấp một tính năng mạnh mẽ được gọi là Chế độ dự đoán được thiết kế riêng cho hiệu suất cao, suy luận theo thời gian thực trên nhiều nguồn dữ liệu.

Xem: Cách trích xuất kết quả đầu ra từ Ultralytics YOLOv8 Mô hình cho các dự án tùy chỉnh.

Ứng dụng trong thế giới thực

Sản xuất	Thể thao	An toàn
Phát hiện phụ tùng xe	Phát hiện cầu thủ bóng đá	Phát hiện ngã người

Tại sao sử dụng Ultralytics YOLO cho suy luận?

Đây là lý do tại sao bạn nên xem xét YOLOv8Chế độ dự đoán cho các nhu cầu suy luận khác nhau của bạn:

• Linh hoạt: Có khả năng suy luận về hình ảnh, video và thậm chí cả luồng trực tiếp.
• Hiệu năng: Được thiết kế để xử lý thời gian thực, tốc độ cao mà không làm giảm độ chính xác.
• Dễ sử dụng: Trực quan Python và CLI giao diện để triển khai và thử nghiệm nhanh chóng.
• Khả năng tùy biến cao: Các cài đặt và thông số khác nhau để điều chỉnh hành vi suy luận của mô hình theo yêu cầu cụ thể của bạn.

Các tính năng chính của Chế độ dự đoán

YOLOv8Chế độ dự đoán của Predict được thiết kế mạnh mẽ và linh hoạt, bao gồm:

• Khả năng tương thích nhiều nguồn dữ liệu: Cho dù dữ liệu của bạn ở dạng hình ảnh riêng lẻ, bộ sưu tập hình ảnh, tệp video hay luồng video thời gian thực, chế độ dự đoán sẽ giúp bạn.
• Chế độ phát trực tuyến: Sử dụng tính năng phát trực tuyến để tạo trình tạo bộ nhớ hiệu quả Results Đối tượng. Bật tùy chọn này bằng cách cài đặt stream=True trong phương thức gọi của người dự đoán.
• Xử lý hàng loạt: Khả năng xử lý nhiều hình ảnh hoặc khung hình video trong một đợt duy nhất, giúp tăng tốc hơn nữa thời gian suy luận.
• Tích hợp thân thiện: Dễ dàng tích hợp với các đường ống dữ liệu hiện có và các thành phần phần mềm khác, nhờ API linh hoạt.

Ultralytics YOLO Các mô hình trả về một trong hai Python Danh sách Results đối tượng hoặc bộ nhớ hiệu quả Python Máy phát điện của Results Đối tượng khi stream=True được chuyển đến mô hình trong quá trình suy luận:

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO('yolov8n.pt')  # pretrained YOLOv8n model

# Run batched inference on a list of images
results = model(['im1.jpg', 'im2.jpg'])  # return a list of Results objects

# Process results list
for result in results:
    boxes = result.boxes  # Boxes object for bounding box outputs
    masks = result.masks  # Masks object for segmentation masks outputs
    keypoints = result.keypoints  # Keypoints object for pose outputs
    probs = result.probs  # Probs object for classification outputs
    obb = result.obb  # Oriented boxes object for OBB outputs
    result.show()  # display to screen
    result.save(filename='result.jpg')  # save to disk

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO('yolov8n.pt')  # pretrained YOLOv8n model

# Run batched inference on a list of images
results = model(['im1.jpg', 'im2.jpg'], stream=True)  # return a generator of Results objects

# Process results generator
for result in results:
    boxes = result.boxes  # Boxes object for bounding box outputs
    masks = result.masks  # Masks object for segmentation masks outputs
    keypoints = result.keypoints  # Keypoints object for pose outputs
    probs = result.probs  # Probs object for classification outputs
    obb = result.obb  # Oriented boxes object for OBB outputs
    result.show()  # display to screen
    result.save(filename='result.jpg')  # save to disk

Nguồn suy luận

YOLOv8 có thể xử lý các loại nguồn đầu vào khác nhau để suy luận, như thể hiện trong bảng dưới đây. Các nguồn bao gồm hình ảnh tĩnh, luồng video và các định dạng dữ liệu khác nhau. Bảng cũng cho biết liệu mỗi nguồn có thể được sử dụng trong chế độ phát trực tuyến với đối số hay không stream=True ✅ Chế độ phát trực tuyến có lợi cho việc xử lý video hoặc luồng trực tiếp vì nó tạo ra một trình tạo kết quả thay vì tải tất cả các khung hình vào bộ nhớ.

Dưới đây là các ví dụ về mã để sử dụng từng loại nguồn:

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define path to the image file
source = 'path/to/image.jpg'

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define current screenshot as source
source = 'screen'

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define remote image or video URL
source = 'https://ultralytics.com/images/bus.jpg'

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

from PIL import Image
from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Open an image using PIL
source = Image.open('path/to/image.jpg')

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

import cv2
from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Read an image using OpenCV
source = cv2.imread('path/to/image.jpg')

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

import numpy as np
from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Create a random numpy array of HWC shape (640, 640, 3) with values in range [0, 255] and type uint8
source = np.random.randint(low=0, high=255, size=(640, 640, 3), dtype='uint8')

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

import torch
from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Create a random torch tensor of BCHW shape (1, 3, 640, 640) with values in range [0, 1] and type float32
source = torch.rand(1, 3, 640, 640, dtype=torch.float32)

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

import torch
from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define a path to a CSV file with images, URLs, videos and directories
source = 'path/to/file.csv'

# Run inference on the source
results = model(source)  # list of Results objects

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define path to video file
source = 'path/to/video.mp4'

# Run inference on the source
results = model(source, stream=True)  # generator of Results objects

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define path to directory containing images and videos for inference
source = 'path/to/dir'

# Run inference on the source
results = model(source, stream=True)  # generator of Results objects

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define a glob search for all JPG files in a directory
source = 'path/to/dir/*.jpg'

# OR define a recursive glob search for all JPG files including subdirectories
source = 'path/to/dir/**/*.jpg'

# Run inference on the source
results = model(source, stream=True)  # generator of Results objects

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Define source as YouTube video URL
source = 'https://youtu.be/LNwODJXcvt4'

# Run inference on the source
results = model(source, stream=True)  # generator of Results objects

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Single stream with batch-size 1 inference
source = 'rtsp://example.com/media.mp4'  # RTSP, RTMP, TCP or IP streaming address

# Multiple streams with batched inference (i.e. batch-size 8 for 8 streams)
source = 'path/to/list.streams'  # *.streams text file with one streaming address per row

# Run inference on the source
results = model(source, stream=True)  # generator of Results objects

Lập luận suy luận

model.predict() Chấp nhận nhiều đối số có thể được truyền tại thời điểm suy luận để ghi đè các giá trị mặc định:

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Run inference on 'bus.jpg' with arguments
model.predict('bus.jpg', save=True, imgsz=320, conf=0.5)

Lập luận suy luận:

Đối số trực quan hóa:

Định dạng hình ảnh và video

YOLOv8 Hỗ trợ các định dạng hình ảnh và video khác nhau, như được chỉ định trong ultralytics/dữ liệu/utils.py. Xem các bảng bên dưới để biết hậu tố hợp lệ và ví dụ về các lệnh dự đoán.

Hình ảnh

Bảng dưới đây chứa hợp lệ Ultralytics định dạng hình ảnh.

Video

Bảng dưới đây chứa hợp lệ Ultralytics định dạng video.

Làm việc với Kết quả

Tất cả Ultralytics predict() Các cuộc gọi sẽ trả về một danh sách Results Đối tượng:

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Run inference on an image
results = model('bus.jpg')  # list of 1 Results object
results = model(['bus.jpg', 'zidane.jpg'])  # list of 2 Results objects

Results Các đối tượng có các thuộc tính sau:

Results Đối tượng có các phương thức sau:

Để biết thêm chi tiết, hãy xem Results Tài liệu lớp học.

Hộp

Boxes Đối tượng có thể được sử dụng để lập chỉ mục, thao tác và chuyển đổi các hộp giới hạn sang các định dạng khác nhau.

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Run inference on an image
results = model('bus.jpg')  # results list

# View results
for r in results:
    print(r.boxes)  # print the Boxes object containing the detection bounding boxes

Dưới đây là bảng cho Boxes Các phương thức và thuộc tính của lớp, bao gồm tên, loại và mô tả của chúng:

Để biết thêm chi tiết, hãy xem Boxes Tài liệu lớp học.

Mặt nạ

Masks Đối tượng có thể được sử dụng chỉ mục, thao tác và chuyển đổi mặt nạ thành phân đoạn.

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n-seg Segment model
model = YOLO('yolov8n-seg.pt')

# Run inference on an image
results = model('bus.jpg')  # results list

# View results
for r in results:
    print(r.masks)  # print the Masks object containing the detected instance masks

Dưới đây là bảng cho Masks Các phương thức và thuộc tính của lớp, bao gồm tên, loại và mô tả của chúng:

Để biết thêm chi tiết, hãy xem Masks Tài liệu lớp học.

Điểm chính

Keypoints Đối tượng có thể được sử dụng index, thao tác và chuẩn hóa tọa độ.

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n-pose Pose model
model = YOLO('yolov8n-pose.pt')

# Run inference on an image
results = model('bus.jpg')  # results list

# View results
for r in results:
    print(r.keypoints)  # print the Keypoints object containing the detected keypoints

Dưới đây là bảng cho Keypoints Các phương thức và thuộc tính của lớp, bao gồm tên, loại và mô tả của chúng:

Để biết thêm chi tiết, hãy xem Keypoints Tài liệu lớp học.

Thăm dò

Probs Đối tượng có thể được sử dụng index, get top1 và top5 chỉ số và điểm số phân loại.

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n-cls Classify model
model = YOLO('yolov8n-cls.pt')

# Run inference on an image
results = model('bus.jpg')  # results list

# View results
for r in results:
    print(r.probs)  # print the Probs object containing the detected class probabilities

Dưới đây là bảng tóm tắt các phương thức và thuộc tính cho Probs lớp:

Để biết thêm chi tiết, hãy xem Probs Tài liệu lớp học.

OBB

OBB Đối tượng có thể được sử dụng để lập chỉ mục, thao tác và chuyển đổi các hộp giới hạn định hướng sang các định dạng khác nhau.

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n-obb.pt')

# Run inference on an image
results = model('bus.jpg')  # results list

# View results
for r in results:
    print(r.obb)  # print the OBB object containing the oriented detection bounding boxes

Dưới đây là bảng cho OBB Các phương thức và thuộc tính của lớp, bao gồm tên, loại và mô tả của chúng:

Để biết thêm chi tiết, hãy xem OBB Tài liệu lớp học.

Kết quả vẽ

Các plot() Phương pháp trong Results Các đối tượng tạo điều kiện trực quan hóa các dự đoán bằng cách phủ các đối tượng được phát hiện (chẳng hạn như hộp giới hạn, mặt nạ, điểm chính và xác suất) lên hình ảnh gốc. Phương thức này trả về hình ảnh được chú thích dưới dạng mảng NumPy, cho phép hiển thị hoặc lưu dễ dàng.

from PIL import Image
from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained YOLOv8n model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Run inference on 'bus.jpg'
results = model(['bus.jpg', 'zidane.jpg'])  # results list

# Visualize the results
for i, r in enumerate(results):
    # Plot results image
    im_bgr = r.plot()  # BGR-order numpy array
    im_rgb = Image.fromarray(im_bgr[..., ::-1])  # RGB-order PIL image

    # Show results to screen (in supported environments)
    r.show()

    # Save results to disk
    r.save(filename=f'results{i}.jpg')

plot() Tham số phương pháp

Các plot() Phương pháp hỗ trợ các đối số khác nhau để tùy chỉnh đầu ra:

Suy luận an toàn cho luồng

Đảm bảo an toàn luồng trong quá trình suy luận là rất quan trọng khi bạn đang chạy nhiều YOLO mô hình song song trên các chủ đề khác nhau. Suy luận an toàn theo luồng đảm bảo rằng các dự đoán của mỗi luồng được cô lập và không can thiệp lẫn nhau, tránh các điều kiện cuộc đua và đảm bảo đầu ra nhất quán và đáng tin cậy.

Khi sử dụng YOLO Các mô hình Trong một ứng dụng đa luồng, điều quan trọng là phải khởi tạo các đối tượng mô hình riêng biệt cho mỗi luồng hoặc sử dụng lưu trữ luồng-cục bộ để ngăn xung đột:

from ultralytics import YOLO
from threading import Thread

def thread_safe_predict(image_path):
    """Performs thread-safe prediction on an image using a locally instantiated YOLO model."""
    local_model = YOLO("yolov8n.pt")
    results = local_model.predict(image_path)
    # Process results


# Starting threads that each have their own model instance
Thread(target=thread_safe_predict, args=("image1.jpg",)).start()
Thread(target=thread_safe_predict, args=("image2.jpg",)).start()

Để có cái nhìn sâu sắc về suy luận an toàn theo luồng với YOLO Mô hình và hướng dẫn từng bước, vui lòng tham khảo YOLO Hướng dẫn suy luận an toàn theo luồng. Hướng dẫn này sẽ cung cấp cho bạn tất cả các thông tin cần thiết để tránh những cạm bẫy phổ biến và đảm bảo rằng suy luận đa luồng của bạn chạy trơn tru.

Nguồn phát trực tuyến for-vòng lặp

Đây là một Python script sử dụng OpenCV (cv2) và YOLOv8 để chạy suy luận trên khung video. Tập lệnh này giả định bạn đã cài đặt các gói cần thiết (opencv-python và ultralytics).

import cv2
from ultralytics import YOLO

# Load the YOLOv8 model
model = YOLO('yolov8n.pt')

# Open the video file
video_path = "path/to/your/video/file.mp4"
cap = cv2.VideoCapture(video_path)

# Loop through the video frames
while cap.isOpened():
    # Read a frame from the video
    success, frame = cap.read()

    if success:
        # Run YOLOv8 inference on the frame
        results = model(frame)

        # Visualize the results on the frame
        annotated_frame = results[0].plot()

        # Display the annotated frame
        cv2.imshow("YOLOv8 Inference", annotated_frame)

        # Break the loop if 'q' is pressed
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord("q"):
            break
    else:
        # Break the loop if the end of the video is reached
        break

# Release the video capture object and close the display window
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

Tập lệnh này sẽ chạy các dự đoán trên từng khung hình của video, trực quan hóa kết quả và hiển thị chúng trong cửa sổ. Vòng lặp có thể được thoát ra bằng cách nhấn 'q'.

Ý kiến