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为狗的姿势估计定制培训Ultralytics YOLO11

了解如何对Ultralytics YOLO11 进行定制训练,以估计狗的姿势,并将训练好的模型用于宠物护理等实际应用。

如果狗狗的姿势能让您了解它们的感受,那会怎样?全天候手动监控它们并不容易。不过,由于人工智能(AI)和计算机视觉技术的进步,我们可以实时分析视频录像,从而更好地了解它们的行为。

具体来说,计算机视觉模型如 Ultralytics YOLO11等计算机视觉模型可以帮助估计狗的姿势并跟踪它们的运动,从而为了解它们的健康状况提供有价值的信息。它是如何工作的?YOLO11的姿势估算功能可以识别主体身体上的关键点,从而了解它们的姿势和动作。 

此外,YOLO11 还可以在专为狗的姿势估计而设计的数据集上进行自定义训练,从而可以准确地分析宠物的肢体语言。Ultralytics Python 软件包支持狗姿态数据集,使针对狗的视觉人工智能模型的训练和部署变得更加容易。这项技术是蓬勃发展的宠物技术市场的一部分,2024 年宠物技术市场价值 94 亿美元,预计到 2037 年将达到 640 亿美元。

这篇文章的灵感来源于我们的狗狗执行官(DEO)Blues。如果您浏览一下我们的 "关于我们 "页面,就会发现蓝调是我们团队的重要成员,在保持Ultralytics 工作乐趣方面发挥着重要作用! 

在本文中,我们将讨论如何使用狗姿态数据集对YOLO11 进行自定义训练,以估计狗的姿态。我们还将探讨其在宠物护理和行为分析中的实际应用。

图 1.认识一下Ultralytics 公司的首席执行官(DEO)Blues。

狗姿势数据集概览

数据集是用于训练机器学习模型的数据集合。对于姿势估计,理想的数据集包括标有关键点以映射身体位置的图像。数据集还应包含各种姿势、角度、光照条件和背景,以帮助模型学会准确识别和预测姿势。这种多样性可使模型在实际应用中更加可靠。

由Ultralytics 支持的狗姿势数据集专门用于帮助模型有效地学习和识别狗的姿势。该数据集包含 8,400 多张各种狗种的注释图片,并对 24 个关键点(如尾巴、耳朵和爪子)进行了详细标注。

图 2.狗姿势数据集概览。

如何使用狗姿势数据集自定义训练YOLO11

使用 Dog-Pose 数据集自定义训练YOLO11 是一个简单明了的过程。要开始使用,您需要安装Ultralytics Python 软件包来设置您的环境,其中包括训练和评估所需的所有工具。 

Ultralytics 内置了对 Dog-Pose 数据集的支持,因此无需进行手动标注,可以直接开始训练。一切就绪后,只需几行代码,您就可以在 Dog-Pose 数据集上训练YOLO11 ,如下图所示。 

在训练过程中,模型会学习检测和跟踪不同品种、光照条件和环境下的狗狗姿势。训练结束后,您可以直观地看到结果,并对模型进行微调,以提高准确性和性能。

图 3.展示在狗姿态数据集上自定义训练YOLO11 的代码片段。

如果您在训练模型时遇到任何问题,以下是一些故障排除技巧,可帮助您快速解决这些问题:

  • 检查网络连接:运行训练脚本时会自动下载 Dog-Pose 数据集。请确保网络连接稳定,以免下载失败。
  • 更新Ultralytics:确保使用最新版本的Ultralytics Python 软件包。
  • 检查控制台中的错误:仔细阅读任何错误信息,因为它们通常提供了需要修复的问题的线索。

您可以查看《Ultralytics 常见问题解答指南》,了解更多故障排除技巧。

自定义模型训练期间会发生什么?

您可能想知道,当您在 Dog-Pose 数据集上自定义训练 YOLO11 时,幕后会发生什么。让我们来详细了解一下这个过程。

我们没有从零开始,而是使用了一个预先训练好YOLO11 YOLO11-pose 模型,该模型已经在COCO-Pose 数据集上训练过。由于 COCO-Pose 是专为人类姿势估计而设计的,因此这个预先训练好的模型可以检测到人类的关键点。事实上,无需任何额外的训练,您就可以直接使用YOLO11 进行人体姿态估计。

通过迁移学习,我们专门针对狗的姿势估计调整了这一模型,帮助它识别腿、尾巴和头部等关键点。通过让模型接触特定于狗的示例,它学会了关注这些基本特征。

在训练过程中,模型的某些部分保持不变,保留了从 COCO 数据集中获得的一般知识。其他部分则经过重新训练,以提高估计狗姿势的准确性。模型通过将其预测结果与数据集中的实际关键点进行比较来学习,并进行调整以减少误差。随着时间的推移,这一过程会使模型在准确跟踪狗的动作方面更胜一筹。

‍迁移学习还能让模型适应不同的品种、体型和运动模式,确保其在实际场景中的可靠表现。

图 4.蓝调和他的妹妹乐乐被检测到的关键点。

YOLO11 在狗姿态估计方面的优势

目前有各种计算机视觉模型,那么YOLO11 为什么是狗姿态估计的正确选择呢? 

YOLO11 以其实时速度和准确性脱颖而出,成为狗姿态估计的最佳选择。它在精度和速度方面的表现都优于之前的版本。与YOLOv8 相比,它减少了 22% 的参数,在 COCO 数据集上实现了更高的平均精度 (mAP),这意味着它能更准确、更高效地检测物体。其快速的处理速度使其成为实时应用的完美选择,在这些应用中,快速可靠的检测是必不可少的。

除了姿态估计,YOLO11 还支持实例分割和对象跟踪等计算机视觉任务,这有助于创建一个更全面的视觉人工智能解决方案来监控您的爱犬。这些功能可以改善运动跟踪、行为分析和整体宠物护理。

图 5. 运行中的YOLO11 :毫不费力地分割蓝调!

狗姿态估计和YOLO11的应用YOLO11

接下来,让我们讨论一下狗姿态估计的实际应用及其对宠物护理的影响。 

利用狗的姿势估计改进宠物训练

狗的姿势估计可以使狗的训练更智能、更有效。比方说,使用摄像头捕捉狗狗的动作,这就是YOLO11 可以发挥作用的地方。它可以检测腿部、尾巴和头部等关键点,通过分析这些关键点来识别坐、站或躺等动作。 

如果狗狗没有正确完成动作,系统可以通过应用程序提供即时反馈,实时帮助训练者。这使得训练更加高效、精确,并能对狗狗的进步做出反应。

例如,可以考虑教您的爱犬按指令坐下。系统可以监控狗狗的姿势,检测它们是否完全坐下。如果狗狗放低身体但没有完全坐下,系统可以检测到这一不完整的动作,并通过应用程序发送即时反馈。训练器可以进行改动,对训练进行微小的调整,如强化命令或引导狗狗做出正确的姿势。

图 6.蓝调帮助团队使用YOLO11 估算狗的姿势。

利用姿势估计模型推进兽医护理工作

计算机视觉可以改变兽医护理动物的方式。狗的姿势估计能够准确分析细节,从而更容易发现异常运动模式并识别潜在的健康问题。 

例如,兽医在监测一只韧带受伤的狗的恢复情况时,就可以依靠在狗姿势数据集上训练有素的YOLO11 进行自动分析。跛行或腿部位置的变化可以很容易地被检测到。通过视觉支持的全天候连续监测,可以清楚地了解狗的恢复情况,帮助他们确定治疗是否有效或是否需要调整。

狗姿势估算的未来之路 

随着技术的不断发展,像利用YOLO11 估算狗的姿势这样的解决方案很可能会在动物监测和健康方面发挥更大的作用。事实上,YOLO11 可以与智能项圈和健康追踪器等可穿戴技术相结合,监测心率、活动水平和移动模式等关键健康指标。

例如,配备运动传感器的智能项圈可以跟踪狗的行走或奔跑步态,而YOLO11的姿势估计功能可以实时分析狗的姿势。如果系统检测到不规则的运动,如跛行或僵硬,就可以将这些数据与心率和活动水平相关联,以评估潜在的不适或损伤。宠物主人和兽医可以利用这些洞察力及早发现问题并采取积极措施。

随着这些技术的进步,狗的姿势估计已不仅仅是简单的运动跟踪,它正在成为人工智能驱动的综合宠物护理系统的关键部分,帮助狗保持更健康、更安全和更好的实时监控。

主要收获

通过YOLO11 和狗姿态数据集等创新技术,我们在计算机视觉领域开辟了新的可能性。这些进步帮助我们以前所未有的方式更好地了解狗狗的行为和健康状况。

通过准确跟踪狗的姿势,我们可以改进训练、监测健康状况,并使宠物护理更加有效。无论是在研究、兽医护理还是狗狗训练方面,Vision AI 都在创造更智能的方式来照顾我们的狗狗,改善它们的健康状况。

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