实战 | YOLO11自定义数据集训练实现缺陷检测 (标注+训练+预测 保姆级教程)

2024-10-21 08:31   重庆  

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导  读

    本文将手把手教你用YOLO11训练自己的数据集并实现缺陷检测。


      

安装环境

YOLO11的介绍和使用这里不再赘述,请参考公众号下面两篇文章即可:

YOLOv11来了:将重新定义AI的可能性

YOLO11介绍及五大任务推理演示(目标检测,图像分割,图像分类,姿态检测,带方向目标检测)


【1安装torch, torchvision对应版本,这里先下载好,直接安装

pip install torch-1.13.1+cu116-cp38-cp38-win_amd64.whlpip install torchvision-0.14.1+cu116-cp38-cp38-win_amd64.whl

安装好后可以查看是否安装成功,上面安装的gpu版本,查看指令与结果:

import torchprint(torch.__version__)print(torch.cuda

【2】安装ultralytics

pip install ultralytics

【3】下载YOLO11预训练模型:

https://github.com/ultralytics/ultralytics

    本文使用YOLO11s,大家可以自行选择不同模测试。

【4】运行demo测试安装是否成功:
from ultralytics import YOLO
# Load a modelmodel = YOLO("yolo11s.pt")
results = model('c1.jpg',save=True)
results[0].show()


      

标注/制作数据集

【1】下载缺陷检测数据集

    本文使用DAGM 2007数据集其中的Dataset4类别的缺陷图:

    标注文件可以自己根据Label文件夹的标签图写脚本来生成,也可以使用labelImg自己标注。

【2】使用labelImg标注样本

    标注工具使用labelimg即可,直接pip安装:
pip install labelimg -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

    安装完成后,命令行直接输入labelimg,回车即可打开labelimg,数据集类型切换成YOLO,然后依次完成标注即可。

【3】标注划分

    标注好之后,使用下面的脚本划分训练集、验证集,注意设置正确的图片和txt路径:
# -*- coding: utf-8 -*-import osimport randomimport shutil
# 设置文件路径和划分比例root_path = "./dataset/"image_dir = "./temp/images/"label_dir = "./temp/labels/"train_ratio = 0.7val_ratio = 0.2test_ratio = 0.1
# 创建训练集、验证集和测试集目录os.makedirs(root_path+"images/train", exist_ok=True)os.makedirs(root_path+"images/val", exist_ok=True)os.makedirs(root_path+"images/test", exist_ok=True)os.makedirs(root_path+"labels/train", exist_ok=True)os.makedirs(root_path+"labels/val", exist_ok=True)os.makedirs(root_path+"labels/test", exist_ok=True)
# 获取所有图像文件名image_files = os.listdir(image_dir)total_images = len(image_files)random.shuffle(image_files)
# 计算划分数量train_count = int(total_images * train_ratio)val_count = int(total_images * val_ratio)test_count = total_images - train_count - val_count
# 划分训练集train_images = image_files[:train_count]for image_file in train_images: label_file = image_file[:image_file.rfind(".")] + ".txt" shutil.copy(os.path.join(image_dir, image_file), root_path+"images/train/") shutil.copy(os.path.join(label_dir, label_file), root_path+"labels/train/")
# 划分验证集val_images = image_files[train_count:train_count+val_count]for image_file in val_images: label_file = image_file[:image_file.rfind(".")] + ".txt" shutil.copy(os.path.join(image_dir, image_file), root_path+"images/val/") shutil.copy(os.path.join(label_dir, label_file), root_path+"labels/val/")
# 划分测试集test_images = image_files[train_count+val_count:]for image_file in test_images: label_file = image_file[:image_file.rfind(".")] + ".txt" shutil.copy(os.path.join(image_dir, image_file), root_path+"images/test/") shutil.copy(os.path.join(label_dir, label_file), root_path+"labels/test/")
# 生成训练集图片路径txt文件with open("train.txt", "w") as file: file.write("\n".join([root_path + "images/train/" + image_file for image_file in train_images]))
# 生成验证集图片路径txt文件with open("val.txt", "w") as file: file.write("\n".join([root_path + "images/val/" + image_file for image_file in val_images]))
# 生成测试集图片路径txt文件with open("test.txt", "w") as file: file.write("\n".join([root_path + "images/test/" + image_file for image_file in test_images]))
print("数据划分完成!")
    接着会生成划分好的数据集如下:


      

训练与预测

【1】开始训练

    训练脚本如下:
from ultralytics import YOLO
# Load a modelmodel = YOLO('yolo11s.pt')
results = model.train(data='defects.yaml', epochs=100, imgsz=640, device=[0], workers=0,lr0=0.001,batch=8,amp=False)
    defects.yaml内容如下,注意修改自己的数据集路径即可:
path: E:/Practice/Python/PyTorch/dataset/ # dataset root dirtrain: E:/Practice/Python/PyTorch/dataset/images/trainval: E:/Practice/Python/PyTorch/dataset/images/valtest: # test images (optional)
# Classesnames: 0: defects
    CPU训练将device=[0]改为device='cpu'即可
    训练完成后再runs/detect/train文件夹下生成如下内容:
    在weights文件夹下生成两个模型文件,直接使用best.pt即可。

【2】预测推理

    预测脚本如下:
from ultralytics import YOLO
# Load a model#model = YOLO("yolo11s.pt")model = YOLO("best.pt")
results = model('./test/0050.PNG',conf=0.5,save=True)
results[0].show()
    使用数据集Test文件夹中的异常和正常图片测试:

—THE END—

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