Modelo YOLO-World

O Modelo YOLO-World introduz uma abordagem avançada e em tempo real baseada no Ultralytics YOLOv8 para tarefas de Detecção de Vocabulário Aberto. Essa inovação permite a detecção de qualquer objeto dentro de uma imagem com base em textos descritivos. Ao diminuir significativamente as demandas computacionais, mantendo o desempenho competitivo, o YOLO-World surge como uma ferramenta versátil para inúmeras aplicações baseadas em visão.

Assista: Fluxo de trabalho de treinamento do YOLO World em conjunto de dados personalizado

Visão geral

O YOLO-World enfrenta os desafios dos modelos tradicionais de detecção de Vocabulário Aberto, que geralmente dependem de modelos Transformer complexos que exigem extensos recursos computacionais. A dependência desses modelos em categorias de objetos predefinidas também restringe sua utilidade em cenários dinâmicos. O YOLO-World revitaliza a estrutura YOLOv8 com recursos de detecção de vocabulário aberto, empregando modelagem de visão-linguagem e pré-treinamento em conjuntos de dados expansivos para se destacar na identificação de uma ampla gama de objetos em cenários zero-shot com eficiência incomparável.

Principais Características

1. Solução em Tempo Real: Aproveitando a velocidade computacional das CNNs, o YOLO-World oferece uma solução rápida de detecção de vocabulário aberto, atendendo às indústrias que precisam de resultados imediatos.

2. Eficiência e Desempenho: O YOLO-World reduz drasticamente os requisitos computacionais e de recursos sem sacrificar o desempenho, oferecendo uma alternativa robusta a modelos como o SAM, mas a uma fração do custo computacional, permitindo aplicações em tempo real.

3. Inferência com Vocabulário Offline: O YOLO-World introduz uma estratégia de "prompt-then-detect", empregando um vocabulário offline para aprimorar ainda mais a eficiência. Essa abordagem permite o uso de prompts personalizados computados apriori, incluindo legendas ou categorias, para serem codificados e armazenados como embeddings de vocabulário offline, agilizando o processo de detecção.

4. Desenvolvido por YOLOv8: Construído sobre o Ultralytics YOLOv8, o YOLO-World aproveita os mais recentes avanços na detecção de objetos em tempo real para facilitar a detecção de vocabulário aberto com precisão e velocidade incomparáveis.

5. Excelência em Benchmarks: O YOLO-World supera os detectores de vocabulário aberto existentes, incluindo as séries MDETR e GLIP, em termos de velocidade e eficiência em benchmarks padrão, demonstrando a capacidade superior do YOLOv8 em uma única GPU NVIDIA V100.

6. Aplicações Versáteis: A abordagem inovadora do YOLO-World desbloqueia novas possibilidades para uma infinidade de tarefas de visão, proporcionando melhorias de velocidade em ordens de magnitude em relação aos métodos existentes.

Modelos Disponíveis, Tarefas Suportadas e Modos de Operação

Esta seção detalha os modelos disponíveis com seus pesos pré-treinados específicos, as tarefas que suportam e sua compatibilidade com vários modos de operação, como Inferência, Validação, Treinamento e Exportação, denotados por ✅ para modos suportados e ❌ para modos não suportados.

Transferência Zero-shot no Conjunto de Dados COCO

Exemplos de uso

Os modelos YOLO-World são fáceis de integrar em seus aplicativos Python. A Ultralytics fornece uma API Python e comandos CLI fáceis de usar para otimizar o desenvolvimento.

Uso do Treino

A deteção de objetos é simples com o método train , conforme ilustrado abaixo:

from ultralytics import YOLOWorld

# Load a pretrained YOLOv8s-worldv2 model
model = YOLOWorld("yolov8s-worldv2.pt")

# Train the model on the COCO8 example dataset for 100 epochs
results = model.train(data="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640)

# Run inference with the YOLOv8n model on the 'bus.jpg' image
results = model("path/to/bus.jpg")

# Load a pretrained YOLOv8s-worldv2 model and train it on the COCO8 example dataset for 100 epochs
yolo train model=yolov8s-worldv2.yaml data=coco8.yaml epochs=100 imgsz=640

Uso da Predição

A deteção de objetos é simples com o predict , conforme ilustrado abaixo:

from ultralytics import YOLOWorld

# Initialize a YOLO-World model
model = YOLOWorld("yolov8s-world.pt")  # or select yolov8m/l-world.pt for different sizes

# Execute inference with the YOLOv8s-world model on the specified image
results = model.predict("path/to/image.jpg")

# Show results
results[0].show()

# Perform object detection using a YOLO-World model
yolo predict model=yolov8s-world.pt source=path/to/image.jpg imgsz=640

Este trecho demonstra a simplicidade de carregar um modelo pré-treinado e executar uma previsão numa imagem.

Uso da Validação

A validação do modelo num conjunto de dados é simplificada da seguinte forma:

from ultralytics import YOLO

# Create a YOLO-World model
model = YOLO("yolov8s-world.pt")  # or select yolov8m/l-world.pt for different sizes

# Conduct model validation on the COCO8 example dataset
metrics = model.val(data="coco8.yaml")

# Validate a YOLO-World model on the COCO8 dataset with a specified image size
yolo val model=yolov8s-world.pt data=coco8.yaml imgsz=640

Uso do Rastreamento

O rastreamento de objetos com o modelo YOLO-World em um vídeo/imagens é simplificado da seguinte forma:

from ultralytics import YOLO

# Create a YOLO-World model
model = YOLO("yolov8s-world.pt")  # or select yolov8m/l-world.pt for different sizes

# Track with a YOLO-World model on a video
results = model.track(source="path/to/video.mp4")

# Track with a YOLO-World model on the video with a specified image size
yolo track model=yolov8s-world.pt imgsz=640 source="path/to/video.mp4"

Definir prompts

A estrutura YOLO-World permite a especificação dinâmica de classes por meio de prompts personalizados, capacitando os usuários a adaptar o modelo às suas necessidades específicas sem retreinar. Esse recurso é particularmente útil para adaptar o modelo a novos domínios ou tarefas específicas que não faziam parte originalmente dos dados de treinamento. Ao definir prompts personalizados, os usuários podem essencialmente orientar o foco do modelo para objetos de interesse, aumentando a relevância e a precisão dos resultados da detecção.

Por exemplo, se a sua aplicação exigir apenas a deteção de objetos 'pessoa' e 'autocarro', pode especificar estas classes diretamente:

from ultralytics import YOLO

# Initialize a YOLO-World model
model = YOLO("yolov8s-world.pt")  # or choose yolov8m/l-world.pt

# Define custom classes
model.set_classes(["person", "bus"])

# Execute prediction for specified categories on an image
results = model.predict("path/to/image.jpg")

# Show results
results[0].show()

Também pode guardar um modelo depois de definir classes personalizadas. Ao fazer isto, cria uma versão do modelo YOLO-World especializada para o seu caso de uso específico. Este processo incorpora as suas definições de classe personalizadas diretamente no ficheiro do modelo, tornando o modelo pronto a usar com as classes especificadas sem ajustes adicionais. Siga estes passos para guardar e carregar o seu modelo YOLOv8 personalizado:

from ultralytics import YOLO

# Initialize a YOLO-World model
model = YOLO("yolov8s-world.pt")  # or select yolov8m/l-world.pt

# Define custom classes
model.set_classes(["person", "bus"])

# Save the model with the defined offline vocabulary
model.save("custom_yolov8s.pt")

from ultralytics import YOLO

# Load your custom model
model = YOLO("custom_yolov8s.pt")

# Run inference to detect your custom classes
results = model.predict("path/to/image.jpg")

# Show results
results[0].show()

Benefícios de Salvar com Vocabulário Personalizado

• Eficiência: Simplifica o processo de deteção, concentrando-se em objetos relevantes, reduzindo a sobrecarga computacional e acelerando a inferência.
• Flexibilidade: Permite uma fácil adaptação do modelo a tarefas de deteção novas ou de nicho, sem a necessidade de um extenso re-treino ou recolha de dados.
• Simplicidade: Simplifica a implementação, eliminando a necessidade de especificar repetidamente classes personalizadas em tempo de execução, tornando o modelo diretamente utilizável com o seu vocabulário incorporado.
• Desempenho: Aumenta a precisão da detecção para classes especificadas, concentrando a atenção e os recursos do modelo no reconhecimento dos objetos definidos.

Esta abordagem oferece um meio poderoso de personalizar modelos de detecção de objetos de última geração para tarefas específicas, tornando a IA avançada mais acessível e aplicável a uma gama mais ampla de aplicações práticas.

Reproduzir resultados oficiais do zero (Experimental)

Preparar conjuntos de dados

• Dados de treino

• Dados de validação

Iniciar o treinamento do zero

from ultralytics import YOLOWorld
from ultralytics.models.yolo.world.train_world import WorldTrainerFromScratch

data = dict(
    train=dict(
        yolo_data=["Objects365.yaml"],
        grounding_data=[
            dict(
                img_path="flickr30k/images",
                json_file="flickr30k/final_flickr_separateGT_train.json",
            ),
            dict(
                img_path="GQA/images",
                json_file="GQA/final_mixed_train_no_coco.json",
            ),
        ],
    ),
    val=dict(yolo_data=["lvis.yaml"]),
)
model = YOLOWorld("yolov8s-worldv2.yaml")
model.train(data=data, batch=128, epochs=100, trainer=WorldTrainerFromScratch)

Citações e Agradecimentos

Agradecemos ao Tencent AILab Computer Vision Center pelo seu trabalho pioneiro na deteção de objetos de vocabulário aberto em tempo real com o YOLO-World:

@article{cheng2024yolow,
title={YOLO-World: Real-Time Open-Vocabulary Object Detection},
author={Cheng, Tianheng and Song, Lin and Ge, Yixiao and Liu, Wenyu and Wang, Xinggang and Shan, Ying},
journal={arXiv preprint arXiv:2401.17270},
year={2024}
}

Para mais informações, o artigo original do YOLO-World está disponível no arXiv. O código fonte do projeto e recursos adicionais podem ser acedidos através do seu repositório GitHub. Agradecemos o seu compromisso em fazer avançar o campo e partilhar os seus valiosos conhecimentos com a comunidade.

FAQ

O que é o modelo YOLO-World e como ele funciona?

O modelo YOLO-World é uma abordagem avançada de deteção de objetos em tempo real baseada na framework Ultralytics YOLOv8. Destaca-se em tarefas de Deteção de Vocabulário Aberto, identificando objetos dentro de uma imagem com base em textos descritivos. Utilizando modelagem de visão-linguagem e pré-treino em grandes conjuntos de dados, o YOLO-World alcança alta eficiência e desempenho com exigências computacionais significativamente reduzidas, tornando-o ideal para aplicações em tempo real em vários setores.

Como o YOLO-World lida com a inferência com prompts personalizados?

O YOLO-World suporta uma estratégia de "prompt-then-detect", que utiliza um vocabulário offline para aumentar a eficiência. Prompts personalizados, como legendas ou categorias de objetos específicos, são pré-codificados e armazenados como embeddings de vocabulário offline. Esta abordagem agiliza o processo de deteção sem a necessidade de re-treino. Pode definir dinamicamente estes prompts dentro do modelo para o adaptar a tarefas de deteção específicas, como mostrado abaixo:

from ultralytics import YOLOWorld

# Initialize a YOLO-World model
model = YOLOWorld("yolov8s-world.pt")

# Define custom classes
model.set_classes(["person", "bus"])

# Execute prediction on an image
results = model.predict("path/to/image.jpg")

# Show results
results[0].show()

Por que devo escolher o YOLO-World em vez dos modelos tradicionais de detecção de Vocabulário Aberto?

O YOLO-World oferece várias vantagens sobre os modelos tradicionais de detecção de Vocabulário Aberto:

• Desempenho em Tempo Real: Aproveita a velocidade computacional das CNNs para oferecer uma deteção rápida e eficiente.
• Eficiência e Baixo Requisito de Recursos: O YOLO-World mantém um alto desempenho, reduzindo significativamente as exigências computacionais e de recursos.
• Prompts Personalizáveis: O modelo suporta a definição de prompts dinâmicos, permitindo que os usuários especifiquem classes de detecção personalizadas sem novo treinamento.
• Excelência em Benchmarks: Ele supera outros detectores de vocabulário aberto como MDETR e GLIP em velocidade e eficiência em benchmarks padrão.

Como faço para treinar um modelo YOLO-World no meu conjunto de dados?

Treinar um modelo YOLO-World no seu conjunto de dados é simples através da API Python fornecida ou dos comandos da CLI. Veja como começar o treinamento usando Python:

from ultralytics import YOLOWorld

# Load a pretrained YOLOv8s-worldv2 model
model = YOLOWorld("yolov8s-worldv2.pt")

# Train the model on the COCO8 dataset for 100 epochs
results = model.train(data="coco8.yaml", epochs=100, imgsz=640)

Ou usando a CLI:

yolo train model=yolov8s-worldv2.yaml data=coco8.yaml epochs=100 imgsz=640

Quais são os modelos YOLO-World pré-treinados disponíveis e suas tarefas suportadas?

A Ultralytics oferece vários modelos YOLO-World pré-treinados que suportam várias tarefas e modos de operação:

Como reproduzo os resultados oficiais do YOLO-World do zero?

Para reproduzir os resultados oficiais do zero, você precisa preparar os conjuntos de dados e iniciar o treinamento usando o código fornecido. O procedimento de treinamento envolve a criação de um dicionário de dados e a execução do train método com um treinador personalizado:

from ultralytics import YOLOWorld
from ultralytics.models.yolo.world.train_world import WorldTrainerFromScratch

data = {
    "train": {
        "yolo_data": ["Objects365.yaml"],
        "grounding_data": [
            {
                "img_path": "flickr30k/images",
                "json_file": "flickr30k/final_flickr_separateGT_train.json",
            },
            {
                "img_path": "GQA/images",
                "json_file": "GQA/final_mixed_train_no_coco.json",
            },
        ],
    },
    "val": {"yolo_data": ["lvis.yaml"]},
}

model = YOLOWorld("yolov8s-worldv2.yaml")
model.train(data=data, batch=128, epochs=100, trainer=WorldTrainerFromScratch)

📅 Criado há 1 ano ✏️ Atualizado há 22 dias

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