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Ultralytics YOLO11 Google Colabでの画像セグメンテーション

Ultralytics YOLO11 を画像セグメンテーションに効果的に使用する方法をご覧ください。Google Colab 上の自動車部品データセットを活用し、シームレスなトレーニングとテストを実現します。

Ultralytics YOLO モデルは、最新の Ultralytics YOLO11は、物体検出、画像分類、インスタンス分割など、さまざまなコンピュータ・ビジョン・タスクをサポートしている。これらのタスクはそれぞれ、人間の視覚の特定の側面を再現することを目的としており、機械が周囲の世界を見て解釈することを可能にしている。 

例えば、美術の授業で生徒が鉛筆を手に取り、対象物の輪郭を描いている様子を考えてみよう。その背後では、脳がセグメンテーション(対象物を背景やその他の要素から区別すること)を行っているのだ。画像セグメンテーションは、人工知能(AI)を使用して同様の目標を達成し、視覚データを機械が理解できるように意味のある部分に分解する。この技術は、さまざまな業界のさまざまなアプリケーションで使用することができる。 

図1.Ultralytics YOLO11 画像内のオブジェクトのセグメンテーションに使用される。

実用的な例として、自動車部品のセグメンテーションがある。自動車の特定の部品を識別し、分類することで、画像セグメンテーションは、自動車製造、修理、eコマースカタログのような業界のプロセスを合理化することができる。

この記事では、Ultralytics YOLO11 、Google Colab、Roboflow Carparts Segmentationデータセットを使用して、車の部品を正確に識別し、セグメント化するソリューションを構築する方法を探ります。

Ultralytics YOLO11 使いやすい

Ultralytics YOLO11 は、COCOデータセットで訓練された訓練済みモデルとして利用可能で、80の異なるオブジェクトクラスをカバーしています。しかし、車の部品のセグメンテーションのような特定のアプリケーションのために、モデルはデータセットとユースケースに適したカスタムトレーニングが可能です。この柔軟性により、YOLO11 は、汎用的なタスクと高度に専門化されたタスクの両方で優れた性能を発揮します。

カスタムトレーニングでは、事前にトレーニングされたYOLO11 モデルを使用し、新しいデータセット上で微調整を行います。タスクに固有のラベル付き例を提供することで、モデルはプロジェクト固有のオブジェクトを認識し、セグメンテーションすることを学習します。カスタムトレーニングは、事前にトレーニングされた一般的な重みに頼るよりも高い精度と関連性を保証します。

カスタムトレーニングのためのYOLO11 のセットアップは簡単です。最小限のセットアップで、モデルとデータセットをロードし、トレーニングを開始し、プロセス中に損失や精度などのメトリクスを監視することができます。YOLO11 、検証と評価のためのツールも組み込まれており、モデルのパフォーマンスを簡単に評価することができます。 

Ultralytics YOLO11 Google Colabで実行中

カスタムトレーニングYOLO11 を行う場合、環境構築にはいくつかの選択肢がある。その中でも最も利用しやすく便利な選択肢の一つがGoogle Colab です。YOLO11 トレーニングにGoogle Colab を使用する利点は以下の通りです:

  • リソースへの無料アクセス: Google ColabはGPU(グラフィック・プロセッシング・ユニット )とTPU(Tensor プロセッシング・ユニット)を提供しており、高価なハードウェアを使用せずにYOLO11 。
  • コラボレーション環境: Google Colabは、ノートブックの共有、Google Driveへの作業の保存、簡単なコラボレーションとバージョン追跡によるチームワークの簡素化を支援します。
  • プリインストールライブラリ: PyTorch やTensorFlow などのプリインストールツールにより、Google Colab はセットアッププロセスを簡素化し、迅速な開始を支援します。
  • クラウドとの統合: Google Drive、GitHub、その他のクラウドソースからデータセットを簡単にロードでき、データの準備と保存を簡素化できます。
図2. Google ColabYOLO11 ノートブック。

Ultralytics また、YOLO11 トレーニング用に特別に設定済みのGoogle コラボ・ノートブックも提供しています。このノートブックには、モデルのトレーニングからパフォーマンス評価まで、必要なものがすべて含まれており、プロセスが簡単でわかりやすくなっています。このノートブックは出発点として最適で、複雑な設定手順を気にすることなく、特定のニーズに合わせてモデルを微調整することに集中できます。

Roboflow Carparts Segmentation Datasetの概要

トレーニング環境を決定したら、次のステップは、データを収集するか、車の部品のセグメンテーションに適したデータセットを選択することです。Roboflow Universeで公開されているRoboflow Carparts Segmentation Datasetは、Roboflow 、コンピュータビジョンモデルの構築、トレーニング、デプロイのためのツールを提供するプラットフォームによって管理されています。このデータセットには、3,156枚のトレーニング画像、401枚の検証画像、276枚のテスト画像が含まれており、バンパー、ドア、ミラー、ホイールなどの自動車部品に関する高品質な注釈が付されています。

通常、Roboflow Universe からデータセットをダウンロードし、Google Collab 上でトレーニング用に手動で設定する必要がある。しかし、Ultralytics Python パッケージは、シームレスな統合と設定済みのツールを提供することで、このプロセスを簡素化します。

図3.自動車部品のセグメンテーションデータセットの例。

Ultralytics を使えば、データセットのパス、クラスラベル、その他の学習パラメータを含む設定済みの YAML ファイルを通して、データセットをすぐに使うことができます。このファイルにはデータセットのパス、クラスラベル、その他の学習パラメータが含まれています。また、データセットは専用のトレーニングセット、検証セット、テストセットで構成されているため、進捗状況の確認や性能評価が容易になります。

Roboflow Carparts Segmentation Dataset をUltralytics YOLO11 が提供するツールと活用することで、Google Colab のようなプラットフォーム上でセグメンテーションモデルを効率的に構築するシームレスなワークフローが実現します。このアプローチにより、セットアップ時間が短縮され、実世界での応用に向けたモデルの改良に集中することができます。

自動車部品セグメンテーションの実際の応用例

自動車部品のセグメンテーションは、さまざまな業界で実用的に使用されている。たとえば、修理工場では、損傷した部品をすばやく識別して分類することで、修理プロセスをより迅速かつ効率的に行うことができる。同様に、保険業界では、セグメンテーションモデルは、損傷した車両の画像を分析して、影響を受けた部品を特定することで、クレーム査定を自動化することができる。これにより、保険金請求プロセスを迅速化し、ミスを減らし、保険会社と顧客の双方にとって時間を節約することができる。

図4. YOLO を使用した自動車部品のセグメンテーション。

製造に関しては、セグメンテーションは、自動車部品の欠陥を検査し、一貫性を確保し、無駄を省くことによって、品質管理をサポートします。これらのアプリケーションは、自動車部品のセグメンテーションが、プロセスをより安全、迅速、正確にすることで、産業をどのように変革できるかを示しています。

ステップバイステップガイド:Google ColabでYOLO11 。 

さて、すべての詳細を網羅したところで、いよいよすべてをまとめましょう。まずは、自動車部品セグメンテーションのためのYOLO11 モデルのセットアップ、トレーニング、検証の全プロセスをガイドするYouTubeビデオをご覧ください。

ここでは、その手順を簡単に紹介しよう:

  • Google Colab上で環境をセットアップする:GPU サポートを有効にし、Ultralytics Python パッケージをインストールしてモデルトレーニングの準備をする。
  • YOLO11 モデルを読み込みます:時間を節約し、自動車部品のセグメンテーションに既存の特徴を活用するために、事前にトレーニングされたYOLO11 セグメンテーションモデルから開始します。
  • データセットを使ってモデルをトレーニングする:トレーニング中に "carparts-seg.yaml "ファイルを使用して、Roboflow Carparts Segmentation Datasetを自動的にダウンロード、設定、使用する。エポック、画像サイズ、バッチサイズなどのパラメータを調整し、モデルを微調整する。
  • トレーニングの進捗を監視します:セグメンテーションロスや平均平均精度(mAP)などの主要なパフォーマンス指標を追跡し、モデルが期待通りに向上していることを確認します。
  • モデルの検証とデプロイ検証セットで学習済みモデルをテストして精度を確認し、品質管理や保険金請求処理などの実世界のアプリケーション用にエクスポートします。

自動車部品のセグメンテーションにYOLO11 を使用するメリット

YOLO11 は、自動車部品のセグメンテーションのための信頼性の高い効率的なツールであり、様々な実世界のアプリケーションに理想的な様々な利点を提供します。主な利点は以下の通りです:

  • スピードと効率性: YOLO11 は、高い精度を維持しながら画像を素早く処理するため、品質管理や自律走行車のようなリアルタイムタスクに適している。
  • 高い精度:このモデルは、1つの画像内の複数のオブジェクトの検出とセグメンテーションに優れており、自動車部品の正確な識別を保証します。
  • スケーラビリティ:YOLO11 は、大規模なデータセットや複雑なセグメンテーションタスクを処理できるため、産業用アプリケーションに適したスケーラビリティを備えている。
  • 複数の 統合:Ultralytics は、Google Colab、Ultralytics Hub、その他の一般的なツールなどのプラットフォームとの統合をサポートし、開発者の柔軟性とアクセシビリティを高めます。

Google CollabでYOLO11 。

Google Colabは機械学習ワークフローを非常に扱いやすくしてくれるが、初めて使う場合は慣れるまで少し時間がかかるかもしれない。クラウドベースのセットアップ、ランタイムの設定、セッションの制限をナビゲートするのは、最初は厄介に感じるかもしれないが、物事をよりスムーズにするヒントがいくつかある。

以下は、留意すべきいくつかの点である:

  • トレーニングをスピードアップするために、ランタイム設定でGPU アクセラレーションを有効にすることから始める。 
  • Colabはクラウド上で動作するため、データセットやリポジトリなどのリソースにアクセスする際には安定したインターネット接続が必要です。 
  • ファイルやデータセットをGoogle DriveやGitHubに整理し、Colab内での読み込みや管理を容易にします。
  • Colabの無料版でメモリ制限に遭遇した場合は、トレーニング中の画像サイズまたはバッチサイズを小さくしてみてください。 
  • Colabセッションには時間制限があり、進捗を失いたくないので、定期的にモデルと結果を保存することを忘れないでください。 

でより多くのことを達成する。YOLO11

Ultralytics YOLO11また、Google Colabのようなプラットフォームや、Roboflow Carparts Segmentationデータセットのようなデータセットと組み合わせることで、画像セグメンテーションを簡単かつ身近なものにします。直感的なツール、事前にトレーニングされたモデル、簡単なセットアップにより、YOLO11 、高度なコンピュータビジョンタスクに簡単に飛び込むことができます。 

自動車の安全性向上、製造の最適化、革新的なAIアプリケーションの構築など、この組み合わせは成功のためのツールを提供します。Ultralytics YOLO11 を使えば、単にモデルを構築するだけでなく、よりスマートで効率的なソリューションへの道を現実の世界に切り開くことができます。

さらに詳しく知りたい方は、GitHubリポジトリをチェックし、私たちのコミュニティに参加してください。自動運転車や 農業用コンピュータビジョンにおけるAIアプリケーションについては、ソリューションページをご覧ください。🚀

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