深度学习实战指南:手把手教你掌握YOLOv6算法模型训练全流程与优化技巧

​​目录​​​

前言

一、网络结构

1.Backbone

2.Neck

3.检测端

二、性能表现

三、实验结果

1.对比实验

2.消融实验

四、使用详解

1.添加模型

2.创建数据集

3.数据标注

4.模型训练

5.模型预测

五、总结


前言

YOLOv6是由美团视觉智能部研发的一款目标检测框架,专注于工业应用。相较于YOLOv4和YOLOv5,YOLOv6在网络结构方面进行了深入优化,提升了模型的检测精度,并在处理复杂场景时更加稳健。同时,YOLOv6还在保持高效性的基础上,减少了模型的参数量,适合在移动端等计算资源有限的设备上运行。

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  • 参考论文:YOLOv6: A Single-Stage Object Detection Framework for Industrial Applications
  • 论文:https://arxiv.org/abs/2209.02976


一、网络结构

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1.Backbone

YOLOv6设计了一个高效的可重参数化骨干网, 命名为EfficientRep. 对于小型模型, 骨干网的主要组成部分是训练阶段的Rep-Block,在推理阶段,每个RepBlock被转换为具有ReLU激活函数的3×3卷积层(表示为RepConv),3×3卷积在主流的GPU和CPU上被高度优化,它享有更高的计算密度,EfficientRep Backbone充分地利用了硬件的计算能力,使推理的延迟大大降低,同时提高了表示能力,此外,还采用了跨阶段部分(CSP)连接来提高性能,而没有过多的计算成本。

Backbone和Neck结构设计

2.Neck

YOLOv6采用RepBlock(用于小模型)或CSPStackRep Block(用于大模型),提出了Rep-PAN。在硬件上达到高效推理的同时,保持较好的多尺度特征融合能力。

3.检测端

YOLOv6采用Anchor-Free机制,取消了传统的锚框生成,简化了检测过程。同时,采用解耦头设计,将分类和回归任务分别处理,提高了检测精度,进一步降低了计算成本,以实现更低的推断延迟。

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YOLOv6的改进包括采用轻量级的卷积模块和引入注意力机制,更好地捕捉图像中的关键信息。它还针对小目标检测问题进行了优化,改进了锚框的生成方式,适应不同尺寸的目标。YOLOv6在实际应用中,如自动驾驶和安防监控领域,展现出强大的潜力。


二、性能表现

速度方面,YOLOv6在保持较高检测精度的同时,检测速度得到了显著提升,适用于实时目标检测场景;在COCO数据集上,YOLOv6的平均精度(mAP)达到了较好水平;鲁棒性方面,YOLOv6在复杂场景和多变条件下表现出较强的抗干扰能力,确保了检测的准确性。

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此外,YOLOv6的设计考虑了硬件感知神经网络,采用了RepVGG-style结构,设计了EfficientRep Backbone和Rep-PAN Neck,以及Efficient Decoupled Head,进一步降低延时并提升精度。它还引入了SimOTA算法动态分配正样本,以及SIoU (for n/t/s) /GIoU (for m/l) 损失作为回归损失。

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三、实验结果

1.对比实验

与其他先进的目标检测模型(如YOLOv5、YOLOX、PPYOLOE等)进行了对比实验,证明了YOLOv6在准确性和速度方面的优势。特别是在COCO数据集上,YOLOv6-N以1234FPS的推理速度达到了35.9%的AP(平均精度),展示了其出色的实时性能。

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2.消融实验

进行了消融实验以评估不同组件(如标签分配策略、损失函数、量化方法等)对模型性能的影响。

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结果表明,通过优化这些配置,成功地提升了模型的精度和速度。


四、使用详解

Coovally平台既可以用GPU也可以用CPU进行YOLOv6模型算法的训练与预测,步骤简单明了,无代码填写,直接按照步骤操作即可完成训练!

1.添加模型

进入Coovally平台点击【全部模型】,搜索YOLOv6,在这里可以选择不同的YOLOv6版本。下载代码包或者点击另存为我的模型。进入【模型集成】页面,进行安装。

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2.创建数据集

进入【图像数据】页面,点击创建数据集,输入数据集名称、描述,选择任务类型,上传压缩包文件。创建数据集时可以按照比例拆分训练集、验证集、测试集。

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3.数据标注

进入【辅助标注】页面,点击创建样本集,进入样本集详情页,创建好标签进行数据标注。可以选择几组数据进行人工标注,标注完成后发布为数据集启动微调训练,剩余样本集数据即可全部自动化完成。

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4.模型训练

进入数据集详情页,输入任务名称,选择模型配置模版,设置实验E-poch次数,训练次数等信息,即可开始训练。

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还可以选择希望可视化哪些指标,从而帮助进行下一步研究与学习。

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5.模型预测

模型训练完成后,完成模型转换与模型部署后,即可上传图片进行结果预测。完成后还可以将模型下载与分享

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五、总结

总结而言,YOLOv6是一个专为工业应用设计的单阶段目标检测框架,通过优化标签分配策略、损失函数和引入行业友好的改进,实现了高效和准确的目标检测。该框架在多个数据集和模型配置上均表现出了良好的性能,为工业应用中的目标检测提供了新的解决方案。


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