Xác thực mô hình với Ultralytics YOLO

Ultralytics YOLO ecosystem and integrations

Giới thiệu

Xác thực là một bước quan trọng trong quy trình machine learning, cho phép bạn đánh giá chất lượng của các mô hình đã huấn luyện. Chế độ Val trong Ultralytics YOLO26 cung cấp một bộ công cụ và số liệu mạnh mẽ để đánh giá hiệu suất của các mô hình object detection của bạn. Hướng dẫn này là nguồn tài liệu đầy đủ giúp bạn hiểu cách sử dụng hiệu quả chế độ Val để đảm bảo các mô hình của bạn chính xác và đáng tin cậy.



Watch: Ultralytics Modes Tutorial: Validation

Tại sao nên xác thực với Ultralytics YOLO?

Dưới đây là lý do tại sao sử dụng chế độ Val của YOLO26 lại có lợi:

  • Độ chính xác (Precision): Nhận các số liệu chính xác như mAP50, mAP75 và mAP50-95 để đánh giá toàn diện mô hình của bạn.
  • Tiện lợi: Tận dụng các tính năng tích hợp sẵn ghi nhớ cấu hình huấn luyện, giúp đơn giản hóa quy trình xác thực.
  • Linh hoạt: Xác thực mô hình của bạn với cùng hoặc khác bộ dữ liệu và kích thước ảnh.
  • Điều chỉnh siêu tham số: Sử dụng số liệu xác thực để tinh chỉnh mô hình nhằm đạt hiệu suất tốt hơn.

Các tính năng chính của chế độ Val

Đây là các chức năng đáng chú ý được cung cấp bởi chế độ Val của YOLO26:

  • Cài đặt tự động: Các mô hình ghi nhớ cấu hình huấn luyện của chúng để việc xác thực diễn ra đơn giản.
  • Hỗ trợ đa số liệu: Đánh giá mô hình của bạn dựa trên hàng loạt số liệu độ chính xác.
  • CLI và Python API: Chọn giữa giao diện dòng lệnh hoặc Python API tùy theo sở thích xác thực của bạn.
  • Khả năng tương thích dữ liệu: Hoạt động trơn tru với các bộ dữ liệu được sử dụng trong giai đoạn huấn luyện cũng như các bộ dữ liệu tùy chỉnh.
Mẹo
  • Các mô hình YOLO26 tự động ghi nhớ cài đặt huấn luyện, vì vậy bạn có thể xác thực mô hình ở cùng kích thước ảnh và trên bộ dữ liệu gốc dễ dàng chỉ với yolo val model=yolo26n.pt hoặc YOLO("yolo26n.pt").val()

Ví dụ sử dụng

Xác thực accuracy của mô hình YOLO26n đã huấn luyện trên bộ dữ liệu COCO8. Không cần đối số nào vì model lưu giữ data huấn luyện và các đối số dưới dạng thuộc tính của mô hình. Xem phần Đối số bên dưới để biết danh sách đầy đủ các đối số xác thực.

Lỗi đa tiến trình trên Windows

Trên Windows, bạn có thể gặp RuntimeError khi khởi chạy xác thực dưới dạng script. Hãy thêm khối if __name__ == "__main__": trước mã xác thực của bạn để giải quyết lỗi này.

Ví dụ
from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.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.box.map  # map50-95
metrics.box.map50  # map50
metrics.box.map75  # map75
metrics.box.maps  # a list containing mAP50-95 for each category
metrics.box.image_metrics  # per-image metrics dictionary with precision, recall, F1, TP, FP, and FN

Các đối số cho việc xác thực mô hình YOLO

Khi xác thực các mô hình YOLO, một số đối số có thể được tinh chỉnh để tối ưu hóa quy trình đánh giá. Các đối số này kiểm soát các khía cạnh như kích thước ảnh đầu vào, xử lý theo lô (batch) và ngưỡng hiệu suất. Dưới đây là phân tích chi tiết từng đối số để giúp bạn tùy chỉnh cài đặt xác thực một cách hiệu quả.

Đối sốLoạiMặc địnhMô tả
datastrNoneChỉ định đường dẫn đến tệp cấu hình tập dữ liệu (ví dụ: coco8.yaml). Tệp này nên bao gồm đường dẫn đến dữ liệu validation.
imgszint640Xác định kích thước của ảnh đầu vào. Tất cả ảnh được thay đổi kích thước về kích thước này trước khi xử lý. Kích thước lớn hơn có thể cải thiện độ chính xác cho các đối tượng nhỏ nhưng làm tăng thời gian tính toán.
batchint16Đặt số lượng ảnh trên mỗi batch. Các giá trị cao hơn sử dụng bộ nhớ GPU hiệu quả hơn nhưng yêu cầu nhiều VRAM hơn. Điều chỉnh dựa trên tài nguyên phần cứng hiện có.
save_jsonboolFalseNếu True, lưu kết quả vào tệp JSON để phân tích thêm, tích hợp với các công cụ khác hoặc gửi lên các máy chủ đánh giá như COCO.
conffloat0.001Đặt ngưỡng tin cậy tối thiểu cho các kết quả phát hiện. Các giá trị thấp hơn làm tăng recall nhưng có thể dẫn đến nhiều kết quả dương tính giả hơn. Được sử dụng trong quá trình validation để tính toán các đường cong precision-recall.
ioufloat0.7Đặt ngưỡng Intersection Over Union cho Non-Maximum Suppression. Kiểm soát việc loại bỏ các kết quả phát hiện trùng lặp.
max_detint300Giới hạn số lượng phát hiện tối đa trên mỗi ảnh. Hữu ích trong các cảnh có mật độ đối tượng cao để ngăn chặn số lượng phát hiện quá mức và quản lý tài nguyên tính toán.
halfboolFalseKích hoạt tính toán nửa độ chính xác (FP16), giảm mức sử dụng bộ nhớ và có khả năng tăng tốc độ với tác động tối thiểu đến độ chính xác.
devicestrNoneChỉ định thiết bị cho việc validation (cpu, cuda:0, npu, npu:0, v.v.). Khi là None, tự động chọn thiết bị tốt nhất hiện có. Nhiều thiết bị CUDA có thể được chỉ định bằng cách phân tách bằng dấu phẩy.
dnnboolFalseNếu True, sử dụng module DNN của OpenCV cho inference model ONNX, cung cấp một phương án thay thế cho các phương pháp inference của PyTorch.
plotsboolTrueKhi được đặt thành True, tạo và lưu các biểu đồ dự đoán so với ground truth, ma trận nhầm lẫn (confusion matrices) và các đường cong PR để đánh giá trực quan hiệu suất của model.
classeslist[int]NoneChỉ định một danh sách các ID lớp để đánh giá. Hữu ích cho việc lọc ra và chỉ tập trung vào một số lớp nhất định trong quá trình đánh giá.
rectboolTrueNếu True, sử dụng inference hình chữ nhật cho việc batching, giảm padding và có khả năng tăng tốc độ cũng như hiệu quả bằng cách xử lý ảnh theo tỷ lệ khung hình gốc.
splitstr'val'Xác định tập dữ liệu phân tách (dataset split) để sử dụng cho validation (val, test, hoặc train). Cho phép sự linh hoạt trong việc chọn phân đoạn dữ liệu để đánh giá hiệu suất.
projectstrNoneTên của thư mục dự án nơi lưu kết quả validation. Giúp sắp xếp kết quả từ các thí nghiệm hoặc model khác nhau.
namestrNoneTên của lần chạy validation. Được sử dụng để tạo thư mục con trong thư mục dự án, nơi lưu trữ các bản ghi và kết quả validation.
verboseboolTrueNếu True, hiển thị thông tin chi tiết trong quá trình validation, bao gồm các chỉ số theo từng lớp, tiến trình batch và thông tin gỡ lỗi bổ sung.
save_txtboolFalseNếu True, lưu kết quả phát hiện vào các tệp văn bản, mỗi tệp cho một ảnh, hữu ích cho việc phân tích thêm, xử lý hậu kỳ tùy chỉnh hoặc tích hợp với các hệ thống khác.
save_confboolFalseNếu True, bao gồm các giá trị tin cậy trong các tệp văn bản đã lưu khi save_txt được bật, cung cấp đầu ra chi tiết hơn để phân tích và lọc.
workersint8Số lượng luồng worker để tải dữ liệu. Các giá trị cao hơn có thể tăng tốc độ tiền xử lý dữ liệu nhưng có thể làm tăng mức sử dụng CPU. Đặt thành 0 sẽ sử dụng luồng chính, có thể ổn định hơn trong một số môi trường.
augmentboolFalseKích hoạt test-time augmentation (TTA) trong quá trình validation, có khả năng cải thiện độ chính xác phát hiện với chi phí là tốc độ inference chậm hơn bằng cách chạy inference trên các phiên bản đã biến đổi của đầu vào.
agnostic_nmsboolFalseKích hoạt Non-Maximum Suppression không phân biệt lớp, giúp hợp nhất các khung bao chồng lấp bất kể lớp được dự đoán của chúng. Hữu ích cho các ứng dụng tập trung vào đối tượng (instance-focused). Đối với các model end-to-end (YOLO26, YOLOv10), tùy chọn này chỉ ngăn chặn cùng một kết quả phát hiện xuất hiện với nhiều nhãn lớp (trùng lặp IoU=1.0) và không thực hiện triệt tiêu dựa trên ngưỡng IoU giữa các khung hình riêng biệt.
single_clsboolFalseXử lý tất cả các lớp như một lớp duy nhất trong quá trình validation. Hữu ích cho việc đánh giá hiệu suất model trên các tác vụ phát hiện nhị phân hoặc khi việc phân biệt các lớp không quan trọng.
visualizeboolFalseTrực quan hóa các ground truth, true positives, false positives và false negatives cho mỗi ảnh. Hữu ích cho việc gỡ lỗi và diễn giải model.
compilebool hoặc strFalseKích hoạt biên dịch đồ thị PyTorch 2.x torch.compile với backend='inductor'. Chấp nhận True"default", False → vô hiệu hóa, hoặc một chế độ chuỗi như "default", "reduce-overhead", "max-autotune-no-cudagraphs". Nếu không được hỗ trợ, sẽ quay về chế độ eager và hiển thị cảnh báo.
end2endboolNoneGhi đè chế độ end-to-end trong các model YOLO hỗ trợ inference không cần NMS (YOLO26, YOLOv10). Thiết lập là False cho phép bạn chạy validation bằng pipeline NMS truyền thống, đồng thời cho phép bạn sử dụng đối số iou.

Mỗi cài đặt này đóng vai trò quan trọng trong quy trình xác thực, cho phép đánh giá các mô hình YOLO một cách tùy biến và hiệu quả. Việc điều chỉnh các tham số này theo nhu cầu và tài nguyên cụ thể của bạn có thể giúp đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa độ chính xác và hiệu suất.

Ví dụ về xác thực với các đối số



Watch: How to Export Model Validation Results in CSV, JSON, SQL, Polars DataFrame & More

Khám phá việc xác thực mô hình và các phương pháp xuất dữ liệu khác nhau trong Google Colab

Các ví dụ dưới đây minh họa việc xác thực mô hình YOLO với các đối số tùy chỉnh trong Python và CLI.

Ví dụ
from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.pt")

# Customize validation settings
metrics = model.val(data="coco8.yaml", imgsz=640, batch=16, conf=0.25, iou=0.7, device="0")
Xuất ma trận nhầm lẫn (ConfusionMatrix)

Bạn cũng có thể lưu kết quả ConfusionMatrix ở các định dạng khác nhau bằng cách sử dụng mã được cung cấp.

from ultralytics import YOLO

model = YOLO("yolo26n.pt")

results = model.val(data="coco8.yaml", plots=True)
print(results.confusion_matrix.to_df())
Precision, Recall và F1 trên mỗi ảnh

Quá trình xác thực lưu trữ các số liệu precision, recall, F1, TP, FP và FN trên mỗi ảnh (tại ngưỡng IoU 0.5) cho tất cả các tác vụ ngoại trừ phân loại (classification). Truy cập chúng thông qua results.box.image_metrics cho detection và OBB, results.seg.image_metrics cho segmentation, và results.pose.image_metrics cho pose sau khi quá trình xác thực hoàn tất.

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.pt")

# Validate and access per-image metrics
results = model.val(data="coco8.yaml")

# image_metrics is a dictionary with image filenames as keys
print(results.box.image_metrics)
# Output: {'image1.jpg': {'precision': 0.85, 'recall': 0.92, 'f1': 0.88, 'tp': 17, 'fp': 3, 'fn': 1}, ...}

# Access metrics for a specific image
results.box.image_metrics["image1.jpg"]  # {'precision': 0.85, 'recall': 0.92, 'f1': 0.88, 'tp': 17, 'fp': 3, 'fn': 1}

Mỗi mục trong image_metrics chứa các khóa sau:

KhóaMô tả
precisionĐiểm Precision cho ảnh (tp / (tp + fp)).
recallĐiểm Recall cho ảnh (tp / (tp + fn)).
f1Trung bình điều hòa của precision và recall.
tpSố lượng true positive cho ảnh.
fpSố lượng false positive cho ảnh.
fnSố lượng false negative cho ảnh.

Tính năng này khả dụng cho các tác vụ detection, segmentation, pose và OBB.

Phương thứcKiểu trả vềMô tả
summary()List[Dict[str, Any]]Chuyển đổi kết quả xác thực thành một dictionary tóm tắt.
to_df()DataFrameTrả về kết quả xác thực dưới dạng Polars DataFrame có cấu trúc.
to_csv()strXuất kết quả xác thực ở định dạng CSV và trả về chuỗi CSV.
to_json()strXuất kết quả xác thực ở định dạng JSON và trả về chuỗi JSON.

Để biết thêm chi tiết, hãy xem tài liệu lớp DataExportMixin.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Làm thế nào để xác thực mô hình YOLO26 của tôi với Ultralytics?

Để xác thực mô hình YOLO26, bạn có thể sử dụng chế độ Val do Ultralytics cung cấp. Ví dụ, khi sử dụng Python API, bạn có thể tải mô hình và chạy xác thực với:

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.pt")

# Validate the model
metrics = model.val()
print(metrics.box.map)  # map50-95

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng giao diện dòng lệnh (CLI):

yolo val model=yolo26n.pt

Để tùy chỉnh thêm, bạn có thể điều chỉnh nhiều đối số khác nhau như imgsz, batch, và conf ở cả chế độ Python và CLI. Kiểm tra phần Các đối số cho việc xác thực mô hình YOLO để xem danh sách tham số đầy đủ.

Tôi có thể nhận được những số liệu nào từ việc xác thực mô hình YOLO26?

Việc xác thực mô hình YOLO26 cung cấp một số số liệu chính để đánh giá hiệu suất mô hình. Bao gồm:

  • mAP50 (mean Average Precision tại ngưỡng IoU 0.5)
  • mAP75 (mean Average Precision tại ngưỡng IoU 0.75)
  • mAP50-95 (mean Average Precision trên nhiều ngưỡng IoU từ 0.5 đến 0.95)

Sử dụng Python API, bạn có thể truy cập các số liệu này như sau:

metrics = model.val()  # assumes `model` has been loaded
print(metrics.box.map)  # mAP50-95
print(metrics.box.map50)  # mAP50
print(metrics.box.map75)  # mAP75
print(metrics.box.maps)  # list of mAP50-95 for each category
print(metrics.box.image_metrics)  # per-image metrics dictionary with precision, recall, F1, TP, FP, and FN

Để đánh giá hiệu suất hoàn chỉnh, việc xem xét tất cả các số liệu này là rất quan trọng. Để biết thêm chi tiết, hãy tham khảo Các tính năng chính của chế độ Val.

Ưu điểm của việc sử dụng Ultralytics YOLO để xác thực là gì?

Sử dụng Ultralytics YOLO để xác thực mang lại nhiều ưu điểm:

  • Precision: YOLO26 cung cấp các số liệu hiệu suất chính xác bao gồm mAP50, mAP75 và mAP50-95.
  • Tiện lợi: Các mô hình ghi nhớ cấu hình huấn luyện, giúp việc xác thực trở nên đơn giản.
  • Linh hoạt: Bạn có thể xác thực với cùng hoặc khác bộ dữ liệu và kích thước ảnh.
  • Điều chỉnh siêu tham số: Số liệu xác thực giúp tinh chỉnh mô hình để đạt hiệu suất tốt hơn.

Những lợi ích này đảm bảo rằng các mô hình của bạn được đánh giá kỹ lưỡng và có thể được tối ưu hóa để đạt kết quả vượt trội. Tìm hiểu thêm về những ưu điểm này trong phần Tại sao nên xác thực với Ultralytics YOLO.

Tôi có thể xác thực mô hình YOLO26 bằng bộ dữ liệu tùy chỉnh không?

Có, bạn có thể xác thực mô hình YOLO26 của mình bằng bộ dữ liệu tùy chỉnh. Hãy chỉ định đối số data với đường dẫn đến tệp cấu hình bộ dữ liệu của bạn. Tệp này nên bao gồm đường dẫn đến dữ liệu xác thực.

Lưu ý

Việc xác thực được thực hiện bằng cách sử dụng các tên lớp của riêng mô hình, bạn có thể xem bằng cách dùng model.names, và các tên này có thể khác với những tên được chỉ định trong tệp cấu hình bộ dữ liệu.

Ví dụ trong Python:

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.pt")

# Validate with a custom dataset
metrics = model.val(data="path/to/your/custom_dataset.yaml")
print(metrics.box.map)  # map50-95

Ví dụ sử dụng CLI:

yolo val model=yolo26n.pt data=path/to/your/custom_dataset.yaml

Để biết thêm các tùy chọn tùy chỉnh trong quá trình xác thực, hãy xem phần Ví dụ về xác thực với các đối số.

Làm thế nào để lưu kết quả xác thực vào tệp JSON trong YOLO26?

Để lưu kết quả xác thực vào tệp JSON, bạn có thể đặt đối số save_json thành True khi chạy xác thực. Việc này có thể thực hiện được trong cả Python API và CLI.

Ví dụ trong Python:

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.pt")

# Save validation results to JSON
metrics = model.val(save_json=True)

Ví dụ sử dụng CLI:

yolo val model=yolo26n.pt save_json=True

Chức năng này đặc biệt hữu ích cho việc phân tích sâu hơn hoặc tích hợp với các công cụ khác. Kiểm tra phần Các đối số cho việc xác thực mô hình YOLO để biết thêm chi tiết.

Bình luận