Segment Anything Model (SAM)#

通过 Segment Anything Model（即 SAM）探索图像分割的前沿领域。这个革命性的模型引入了具备实时性能的可提示图像分割，改变了行业格局，为该领域树立了新的标准。

SAM 简介：Segment Anything Model#

Segment Anything Model（SAM）是一种尖端的图像分割模型，支持提示式分割，为图像分析任务提供了无与伦比的灵活性。SAM 是 Segment Anything 计划的核心，该开创性项目引入了一种用于图像分割的新颖模型、任务和数据集。

SAM 采用先进的设计，无需先前知识即可适应新的图像分布和任务，这一特性被称为零样本迁移。SAM 在包含超过 1100 万张精心策划的图像以及总计超过 10 亿个掩码的庞大 SA-1B dataset 上进行训练，展现出令人瞩目的零样本性能，在许多情况下超越了以往的全监督训练结果。

SA-1B 示例图像。 数据集图像叠加了新推出的 SA-1B 数据集中的掩码。SA-1B 包含 1100 万张多样化、高分辨率、已授权且注重隐私的图像，以及 11 亿个高质量分割掩码。这些掩码由 SAM 完全自动标注，经人工评分和大量实验验证，具有极高的质量和多样性。为了便于可视化，图像按每张图像的掩码数量进行分组（平均每张图像约有 100 个掩码）。

Segment Anything Model (SAM) 的主要特性#

• 提示式分割任务： SAM 在设计时就考虑了提示式分割任务，使其能够根据任何给定的提示生成有效的分割掩码，例如标识对象的空间或文本线索。
• 先进架构： Segment Anything Model 采用了强大的图像编码器、提示编码器和轻量级掩码解码器。这种独特的架构使得分割任务能够实现灵活的提示、实时掩码计算以及模糊性感知。
• SA-1B 数据集： SA-1B 数据集由 Segment Anything 项目引入，包含 1100 万张图像上的超过 10 亿个掩码。作为迄今为止最大的分割数据集，它为 SAM 提供了多样化且大规模的训练数据源。
• 零样本性能： SAM 在各种分割任务中均表现出出色的零样本性能，使其成为一个开箱即用的工具，能够适应多样化的应用场景，且几乎不需要进行提示词工程。

如需深入了解 Segment Anything Model 和 SA-1B 数据集，请访问 Segment Anything GitHub 并查阅研究论文 Segment Anything。

可用模型、支持的任务和操作模式#

本表列出了可用的模型及其特定的预训练权重、支持的任务，以及它们与不同运行模式（如推理、验证、训练和导出）的兼容性，支持的模式用 ✅ 表情符号表示，不支持的模式用 ❌ 表情符号表示。

如何使用 SAM：图像分割中的多功能性与强大性能#

Segment Anything Model 可用于超出其训练数据的多种下游任务。这包括边缘检测、目标候选生成、实例分割以及初步的文本到掩码预测。通过提示词工程，SAM 可以以零样本方式快速适应新任务和数据分布，使其成为满足你所有图像分割需求的多功能且强有力的工具。

SAM 预测示例#

from ultralytics import SAM

# Load a model
model = SAM("sam_b.pt")

# Display model information (optional)
model.info()

# Run inference with bboxes prompt
results = model("ultralytics/assets/zidane.jpg", bboxes=[439, 437, 524, 709])

# Run inference with single point
results = model(points=[900, 370], labels=[1])

# Run inference with multiple points
results = model(points=[[400, 370], [900, 370]], labels=[1, 1])

# Run inference with multiple points prompt per object
results = model(points=[[[400, 370], [900, 370]]], labels=[[1, 1]])

# Run inference with negative points prompt
results = model(points=[[[400, 370], [900, 370]]], labels=[[1, 0]])

from ultralytics import SAM

# Load a model
model = SAM("sam_b.pt")

# Display model information (optional)
model.info()

# Run inference
model("path/to/image.jpg")

• 这里的逻辑是，如果你不传递任何提示（bboxes/points/masks），则分割整张图像。

import cv2

from ultralytics.models.sam import Predictor as SAMPredictor

# Create SAMPredictor
overrides = {"conf": 0.25, "task": "segment", "mode": "predict", "imgsz": 1024, "model": "mobile_sam.pt"}
predictor = SAMPredictor(overrides=overrides)

# Set image
predictor.set_image("ultralytics/assets/zidane.jpg")  # set with image file
predictor.set_image(cv2.imread("ultralytics/assets/zidane.jpg"))  # set with np.ndarray
results = predictor(bboxes=[439, 437, 524, 709])

# Run inference with single point prompt
results = predictor(points=[900, 370], labels=[1])

# Run inference with multiple points prompt
results = predictor(points=[[400, 370], [900, 370]], labels=[1, 1])

# Run inference with negative points prompt
results = predictor(points=[[[400, 370], [900, 370]]], labels=[[1, 0]])

# Reset image
predictor.reset_image()

from ultralytics.models.sam import Predictor as SAMPredictor

# Create SAMPredictor
overrides = {"conf": 0.25, "task": "segment", "mode": "predict", "imgsz": 1024, "model": "mobile_sam.pt"}
predictor = SAMPredictor(overrides=overrides)

# Segment with additional args
results = predictor(source="ultralytics/assets/zidane.jpg", crop_n_layers=1, points_stride=64)

• 有关 Segment everything 的更多附加参数，请参阅 Predictor/generate 参考。

SAM 与 YOLO 的对比#

在此，我们将 Meta 的 SAM-b 模型与包含 YOLO26n-seg 在内的 Ultralytics 分割模型进行对比：

此对比展示了 SAM 变体与 YOLO 分割模型在模型大小和速度上的显著差异。虽然 SAM 提供了独特的自动分割能力，但 YOLO 模型（特别是 YOLOv8n-seg、YOLO11n-seg 和 YOLO26n-seg）在尺寸更小、速度更快且计算效率更高。

SAM 速度使用 PyTorch 测量，YOLO 速度使用 ONNX Runtime 测量。测试在配有 16GB RAM 的 2025 款 Apple M4 Air 上运行，使用了 torch==2.10.0、ultralytics==8.4.31 和 onnxruntime==1.24.4。要复现此测试：

from ultralytics import ASSETS, SAM, YOLO, FastSAM

# Profile SAM-b, MobileSAM
for file in ["sam_b.pt", "mobile_sam.pt"]:
    model = SAM(file)
    model.info()
    model(ASSETS)

# Profile FastSAM-s
model = FastSAM("FastSAM-s.pt")
model.info()
model(ASSETS)

# Profile YOLO models (ONNX)
for file_name in ["yolov8n-seg.pt", "yolo11n-seg.pt", "yolo26n-seg.pt"]:
    model = YOLO(file_name)
    model.info()
    onnx_path = model.export(format="onnx", dynamic=True)
    model = YOLO(onnx_path)
    model(ASSETS)

自动标注：获取分割数据集的快速路径#

自动标注是 SAM 的一项关键功能，允许用户使用预训练检测模型生成分割数据集。此功能能够对大量图像进行快速且准确的标注，从而免去耗时的人工打标签过程。

使用检测模型生成你的分割数据集#

要使用 Ultralytics 框架自动标注你的数据集，请使用如下所示的 auto_annotate 函数：

from ultralytics.data.annotator import auto_annotate

auto_annotate(data="path/to/images", det_model="yolo26x.pt", sam_model="sam_b.pt")

auto_annotate 函数接受你的图像路径，并包含可选参数，用于指定预训练检测和 SAM 分割模型、运行模型的设备以及用于保存标注结果的输出目录。

使用预训练模型进行自动标注可以显著减少创建高质量分割数据集所需的时间和工作量。此功能对于处理大量图像集合的研究人员和开发者尤其有益，因为它使他们能够专注于模型开发和评估，而非手动标注。

引用与致谢#

如果你在研究或开发工作中觉得 SAM 有用，请考虑引用我们的论文：

@misc{kirillov2023segment,
      title={Segment Anything},
      author={Alexander Kirillov and Eric Mintun and Nikhila Ravi and Hanzi Mao and Chloe Rolland and Laura Gustafson and Tete Xiao and Spencer Whitehead and Alexander C. Berg and Wan-Yen Lo and Piotr Dollár and Ross Girshick},
      year={2023},
      eprint={2304.02643},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={cs.CV}
}

我们要向 Meta AI 表示感谢，感谢他们为计算机视觉社区创建并维护了这一宝贵的资源。

常见问题解答#

什么是 Ultralytics 的 Segment Anything Model (SAM)？#

Ultralytics 的 Segment Anything Model (SAM) 是一款专为可提示分割任务而设计的革命性图像分割模型。它利用先进的架构（包括图像和提示词编码器以及轻量级掩码解码器），从空间或文本提示等各种提示词中生成高质量的分割掩码。SAM 在庞大的 SA-1B dataset 上进行训练，在零样本性能方面表现优异，无需先前知识即可适应新的图像分布和任务。

我该如何使用 Segment Anything Model (SAM) 进行图像分割？#

你可以通过运行带有各种提示（例如边界框或点）的推理来使用 Segment Anything Model (SAM) 进行图像分割。这是一个使用 Python 的示例：

from ultralytics import SAM

# Load a model
model = SAM("sam_b.pt")

# Segment with bounding box prompt
model("ultralytics/assets/zidane.jpg", bboxes=[439, 437, 524, 709])

# Segment with points prompt
model("ultralytics/assets/zidane.jpg", points=[900, 370], labels=[1])

# Segment with multiple points prompt
model("ultralytics/assets/zidane.jpg", points=[[400, 370], [900, 370]], labels=[1, 1])

# Segment with multiple points prompt per object
model("ultralytics/assets/zidane.jpg", points=[[[400, 370], [900, 370]]], labels=[[1, 1]])

# Segment with negative points prompt.
model("ultralytics/assets/zidane.jpg", points=[[[400, 370], [900, 370]]], labels=[[1, 0]])

或者，你可以在命令行界面 (CLI) 中运行 SAM 推理：

yolo predict model=sam_b.pt source=path/to/image.jpg

有关更详细的使用说明，请访问分割部分。

SAM 和 YOLO 模型在性能方面有何区别？#

与 YOLO 模型相比，诸如 SAM-b、MobileSAM 和 FastSAM-s 等 SAM 变体通常体积更大、速度更慢，但它们提供了独特的零样本分割功能。例如，在 CPU 上，YOLO26n-seg 比 Meta 的原版 SAM-b 模型小 56 倍，速度快 1650 倍以上。这使得 YOLO 模型非常适合需要快速、轻量且计算高效分割的应用，而 SAM 模型则在灵活、可提示和零样本分割任务中表现出色。

我该如何使用 SAM 对我的数据集进行自动标注？#

Ultralytics 的 SAM 提供了一个自动标注功能，允许使用预训练的检测模型生成分割数据集。这是一个 Python 示例：

from ultralytics.data.annotator import auto_annotate

auto_annotate(data="path/to/images", det_model="yolo26x.pt", sam_model="sam_b.pt")

此函数接受图像路径以及用于预训练检测和 SAM 分割模型的可选参数，并指定设备和输出目录。有关完整指南，请参阅自动标注。

哪些数据集被用于训练 Segment Anything Model (SAM)？#

SAM 在包含跨 1100 万张图像的超过 10 亿个掩码的广泛 SA-1B dataset 上进行训练。SA-1B 是迄今为止最大的分割数据集，提供高质量且多样化的训练数据，确保在各种分割任务中具有令人瞩目的零样本性能。有关更多详细信息，请访问数据集部分。