كيفية استخدام تحليلات Ultralytics YOLO11 لتجزئة المثيل

أبيرامي فينا

5 دقائق للقراءة

5 نوفمبر 2024

افهم كيف يمكن استخدام نموذج Ultralytics YOLO11 الجديد في التجزئة على سبيل المثال لتحقيق دقة أعلى في تطبيقات مثل إدارة النفايات ومراقبة التوهج.

الرؤية الحاسوبية، وهو مجال في الذكاء الاصطناعي يساعد الآلات على تفسير المعلومات المرئية وفهمها، ويتيح مهام مثل تجزئة المثيل. يمكن استخدام تجزئة المثيل لتحليل صورة أو إطار فيديو لتمييز الحدود الدقيقة لكل كائن مميز في الصورة، حتى في حالة وجود عدة كائنات من نفس النوع. وبفضل المستوى العالي من الدقة، فإن تجزئة النماذج لها مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءاً من مساعدة السيارات ذاتية القيادة على اكتشاف العوائق على الطريق إلى تحديد الأورام في عمليات المسح الطبي.

على مر السنين، تطورت تجزئة النماذج بشكل كبير. تم تقديم تطور حديث خلال الحدث السنوي الهجين الذي تنظمه شركة Ultralytics، YOLO Vision 2024 (YV24)، في شكل نموذج Ultralytics YOLO11. يدعم النموذج الجديد مهام الرؤية الحاسوبية نفسها (بما في ذلك تجزئة المثيل) مثل نموذج Ultralytics YOLOv8، بحيث يمكن للمستخدمين المطلعين على الإصدارات السابقة اعتماد النموذج الجديد بسلاسة.

_w_f_reserved_nherit
الشكل 1. مثال على استخدام نموذج Ultralytics YOLO11 لتجزئة الأمثلة.

في هذه المقالة، سنستكشف تجزئة المثيل وكيف تختلف عن مهام الرؤية الحاسوبية الأخرى مثل التجزئة الدلالية، بالإضافة إلى مناقشة بعض تطبيقاتها. سنستعرض أيضًا كيف يمكنك استخدام نموذج تجزئة مثيل YOLO11 باستخدام حزمة Ultralytics Python ومنصة Ultralytics HUB. لنبدأ!

ما هو تجزئة المثيل؟

يمكن استخدام تجزئة المثيل لتحديد الكائنات في الصورة وتحديدها على مستوى البكسل. تتضمن العملية عادةً الكشف عن الأجسام أولاً ورسم مربعات محددة حولها. بعد ذلك، تقوم خوارزمية التجزئة بتصنيف كل بكسل داخل المربع المحيط لإنشاء قناع دقيق لكل كائن.

يختلف تجزئة المثيل أيضًا عن مهام مثل التجزئة الدلالية والتجزئة الشاملة. يقوم التجزئة الدلالية بتسمية كل بكسل بناءً على الفئة العامة للكائن دون تمييز الحالات الفردية. من ناحية أخرى، يجمع التجزئة الشاملة بين كل من التجزئة المثالية والدلالية من خلال تسمية كل بكسل بفئة ومعرف مثيل على حد سواء، وتحديد الكائنات الفردية داخل كل فئة.

_w_f_reserved_nherit
الشكل 2. استخدام YOLO11 للكشف عن شخص وكلب وتقسيمهما.

يمكن تطبيق إمكانيات تجزئة المثيل في سيناريوهات مختلفة قد تتطلب نماذج مختلفة. على سبيل المثال، قد يكون النموذج خفيف الوزن مثاليًا للمعالجة في الوقت الفعلي في تطبيقات الأجهزة المحمولة، بينما يمكن استخدام نموذج أكثر تعقيدًا للمهام عالية الدقة مثل مراقبة الجودة في التصنيع.

مثل الموديلات السابقة، يأتي نموذج تجزئة مثيل YOLO11 مع العديد من الأشكال المختلفة حسب احتياجاتك. تشمل هذه الاختلافات YOLO11n-seg (نانو)، و YOLO11s-seg (صغير)، و YOLO11m-seg (متوسط)، و YOLO11l-seg (كبير)، و YOLO11x-seg (كبير جدًا). تختلف هذه النماذج من حيث حجمها وسرعة معالجتها ودقتها ومقدار الطاقة الحسابية التي تتطلبها. بناءً على متطلباتك المحددة، يمكنك اختيار الطراز الذي يناسب تطبيقك بشكل أفضل.

تطبيقات تجزئة المثيلات لـ YOLO11

تفتح إمكانات تجزئة المثيل المتقدمة في YOLO11 مجموعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. دعنا نلقي نظرة فاحصة على بعض هذه التطبيقات.

استخدام تجزئة YOLO11 في صناعة النفط والغاز Iصناعة النفط والغاز

يتضمن استخراج النفط والغاز إدارة التقلبات العالية للغاية في الضغط. تساعد تقنيات مثل حرق الغاز على حرق الغاز الطبيعي الذي يتم إنتاجه أثناء استخراج النفط. وهي ضرورية لأسباب تتعلق بالسلامة. على سبيل المثال، في استخراج النفط الخام، قد يؤدي الارتفاع المفاجئ أو الكبير في الضغط إلى حدوث انفجار. وعلى الرغم من أن الحوادث الصناعية في قطاع تصنيع النفط والغاز غير شائعة، إلا أنها قد تؤدي إلى حرائق شديدة يصعب احتواؤها والسيطرة عليها. ويساعد حرق الغاز المشغلين على خفض ضغط المعدات بأمان وإدارة التقلبات الكبيرة وغير المتوقعة في الضغط عن طريق حرق الغاز الزائد.

يمكن لأنظمة الذكاء الاصطناعي تحسين عملية الرصد هذه، ويمكن الحد من مخاطر الحوادث باستخدام نظام مراقبة حرق الغاز المشتعل القائم على التجزئة. كما أن مراقبة اشتعال الغاز مهم أيضًا لأسباب بيئية، حيث يمكن أن يؤثر اشتعال الغاز بكثرة على البيئة بشكل سلبي. 

يمكن استخدام نماذج تجزئة مثيل Ultralytics YOLO11 لرصد كمية الحريق والدخان الناجم عن التوهج. يمكن حساب مساحة البكسل للتوهج والدخان المكتشفة والمجزأة للتوهج والدخان. وباستخدام هذه المعلومات، يمكن للمشغلين الحصول على رؤى في الوقت الفعلي حول التوهج والدخان الناجمين عن الاحتراق، مما يساعدهم على منع الحوادث والآثار البيئية السلبية. 

_w_f_reserved_nherit
الشكل 3. مثال على مراقبة التوهج باستخدام YOLO11 في صناعة النفط والغاز.

تجزئة المثيل مع YOLO11 لإدارة النفايات البلاستيكية 

يمكن للعمال في منشآت إدارة النفايات وإعادة التدوير استخدام أنظمة YOLO11 القائمة على التجزئة على غرار YOLO11 لتحديد مواد النفايات البلاستيكية. يمكن دمج YOLO11 مع أنظمة الفرز الروبوتية لتحديد مواد النفايات المختلفة بدقة، مثل الورق المقوى والبلاستيك (ليتم معالجتها بشكل منفصل). ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة بالنظر إلى أنه من بين 7 مليارات طن من النفايات البلاستيكية المتولدة على مستوى العالم، لا يتم إعادة تدوير سوى 10% فقط من هذه النفايات.

إن أتمتة تحديد وفرز النفايات البلاستيكية يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم مقارنة بالطرق التقليدية، حيث يقوم العمال بفرز المواد يدويًا. كما يمكن لنماذج الرؤية الحاسوبية أن تقسم المواد البلاستيكية اللينة مثل الأغطية والأكياس، والتي تمثل تحديًا خاصًا لأنها غالبًا ما تتشابك. يمكن أيضًا تدريب نماذج YOLO11 على نماذج YOLO11 خصيصًا لتجزئة أنواع مختلفة من البلاستيك. سنتعرف على المزيد حول كيفية تدريب نموذج YOLO11 حسب الطلب في الأقسام التالية.

_w_f_reserved_nherit
الشكل 4. تحديد النفايات البلاستيكية باستخدام Ultralytics YOLO11. 

تجزئة YOLO11 في المركبات ذاتية القيادة

هناك حالة استخدام أخرى مثيرة للاهتمام لتجزئة المثيل في السيارات ذاتية القيادة. يُمكِّن YOLO11 السيارات ذاتية القيادة من تحسين سلامة الركاب وسلامة الآخرين على الطريق من خلال التعرف بدقة على الأجسام على مستوى البكسل. يمكن لنظام الكاميرا المدمج في السيارة التقاط صور للأجسام المحيطة وتحليلها باستخدام YOLO11 وتجزئة المثيل. يتم تجزئة كل كائن (المشاة، إشارات المرور، المركبات الأخرى، إلخ) داخل الصورة، ويتم إعطاؤه تصنيفاً. هذا المستوى من الدقة يمنح السيارات ذاتية القيادة القدرة على تحديد كل جسم من حولها. 

_w_f_reserved_nherit
الشكل 5. استخدام YOLO11 وتجزئة المثيل لتحديد المركبات والمشاة على الطريق.

تجربة تجزئة المثيل باستخدام نموذج YOLO11

والآن بعد أن استكشفنا تقسيم النماذج وناقشنا بعض تطبيقاته، دعنا نرى كيف يمكنك تجربته باستخدام نموذج Ultralytics YOLO11. 

هناك طريقتان للقيام بذلك: يمكنك إما استخدام حزمة Ultralytics Python أو Ultralytics HUB. سنستكشف كلا الطريقتين، بدءاً بحزمة بايثون.

تشغيل الاستدلالات باستخدام YOLO11

يتضمّن تشغيل الاستدلال استخدام النموذج لتحليل بيانات جديدة لم يسبق رؤيتها. لتشغيل الاستدلال باستخدام نموذج تجزئة مثيل YOLO11 من خلال التعليمات البرمجية، نحتاج إلى تثبيت حزمة Ultralytics Python باستخدام pip أو conda أو docker. في حال واجهت أي مشاكل أثناء التثبيت، يمكنك الرجوع إلى دليل المشكلات الشائعة للمساعدة في استكشاف الأخطاء وإصلاحها. بمجرد تثبيت الحزمة، يمكنك تشغيل الكود الموضح أدناه لتحميل نموذج تجزئة مثيل YOLO11 وتشغيل التنبؤات على صورة.

_w_f_reserved_nherit
الشكل 6. تشغيل استدلال على صورة باستخدام YOLO11n-seg.

تدريب نموذج YOLO11 المخصص

باستخدام نفس إعداد الكود نفسه، يمكنك أيضًا تدريب نموذج YOLO11 مخصص. من خلال الضبط الدقيق لنموذج YOLO11، يمكنك إنشاء نسخة مخصصة من النموذج تلبي متطلبات مشروعك المحددة بشكل أفضل. على سبيل المثال، يمكن لتجار التجزئة استخدام نموذج مخصص لتقسيم الميزات البدنية للعميل بدقة للتوصية بالملابس التي تناسبه بشكل صحيح. يوضح مقتطف الكود أدناه كيفية تحميل وتدريب نموذج YOLO11 لتجزئة نموذج YOLO11 على سبيل المثال. يمكنك البدء من تكوين YAML أو نموذج مُدرَّب مسبقًا، ونقل الأوزان، والتدريب على مجموعة بيانات مثل COCO لتحقيق تجزئة فعالة. 

بمجرد الانتهاء، يمكنك إجراء استنتاجات باستخدام النموذج المخصص لتطبيقاتك المحددة. باستخدام خيار التصدير، يمكنك أيضاً تصدير نموذجك المخصص إلى تنسيق مختلف.

تجزئة مثيل YOLO11 على Ultralytics HUB

والآن بعد أن استكشفنا تشغيل الاستنتاجات والتدريب المخصص لنموذج تجزئة مثيل YOLO11 من خلال التعليمات البرمجية، دعنا نلقي نظرة على بديل بدون تعليمات برمجية: Ultralytics HUB. Ultralytics HUB عبارة عن منصة بديهية للذكاء الاصطناعي Vision AI تُبسط عملية تدريب ونشر نماذج YOLO، بما في ذلك نماذج تجزئة مثيل YOLO11. 

لتشغيل الاستدلال على الصور، كل ما عليك فعله هو؛ إنشاء حساب، والانتقال إلى قسم "النماذج"، واختيار متغير نموذج تجزئة مثيل YOLO11 الذي تختاره. يمكنك تحميل صورة وعرض نتائج التنبؤ في قسم المعاينة، كما هو موضح أدناه.

_w_f_reserved_nherit
الشكل 7. تشغيل الاستدلالات على Ultralytics HUB.

الوجبات الرئيسية

يوفر YOLO11 إمكانات تجزئة مثيل موثوق بها تفتح عالماً من الإمكانيات في مختلف الصناعات. بدءًا من تعزيز السلامة في المركبات ذاتية القيادة ومراقبة احتراق الغاز في قطاع النفط والغاز إلى أتمتة فرز النفايات في مرافق إعادة التدوير، فإن دقة YOLO11 على مستوى البكسل تجعلها مثالية لمهام التجزئة المعقدة. 

من خلال خيارات التدريب المخصص من خلال حزمة Ultralytics Python وإعداد بدون كود عبر Ultralytics HUB، يمكن للمستخدمين دمج YOLO11 بسلاسة في سير عملهم. سواءً للتطبيقات الصناعية أو الرعاية الصحية أو البيع بالتجزئة أو المراقبة البيئية، يوفر YOLO11 المرونة والدقة لتلبية احتياجات التجزئة المتنوعة.

لاستكشاف المزيد، قم بزيارة مستودع GitHub الخاص بنا وتفاعل مع مجتمعنا. استكشف تطبيقات الذكاء الاصطناعي في السيارات ذاتية القيادة والزراعة على صفحات الحلول الخاصة بنا. 🚀

دعونا نبني المستقبل
للذكاء الاصطناعي معاً!

ابدأ رحلتك مع مستقبل التعلم الآلي

ابدأ مجاناً
تم نسخ الرابط إلى الحافظة