YOLOv11训练损失、mAP画图功能 | 支持多结果对比,多结果绘在一个图片(科研必备)

一、本文介绍

本文给大家带来的是YOLOv11系列的绘图功能,我将向大家介绍YOLO系列的绘图功能。我们在进行实验时,经常需要比较多个结果,针对这一问题,我写了点代码来解决这个问题,它可以根据训练结果绘制损失(loss)和mAP(平均精度均值)的对比图。这个工具不仅支持多个文件的对比分析,还允许大家在现有代码的基础上进行修,从而达到数据可视化的功能,大家也可以将对比图来放在论文中进行对比也是非常不错的选择。

在开始之前给大家推荐一下我的专栏,本专栏每周更新3-10篇最新前沿机制 | 包括二次创新全网无重复,以及融合改进(大家拿到之后添加另外一个改进机制在你的数据集上实现涨点即可撰写论文),还有各种前沿顶会改进机制 |,更有包含我所有附赠的文件(文件内集成我所有的改进机制全部注册完毕可以直接运行)和交流群和视频讲解提供给大家。  

欢迎大家订阅我的专栏一起学习YOLO!  

先展示一下效果图-> 

专栏回顾:YOLOv11改进系列专栏——本专栏持续复习各种顶会内容——科研必备

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损失对比图象->

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目录

### YOLOv11 损失函数解释与实现 YOLO (You Only Look Once) 是一种实时目标检测算法,其损失函数设计对于模型性能至关重要。尽管当前提到的是 YOLOv11,实际上截至最新信息,官方发布的最高版本为 YOLOv8。因此这里将以已知最新的 YOLO 版本为基础来讨论损失函数的设计原则。 #### 损失函数组成部分 YOLO损失函数通常由以下几个部分组成: - **定位误差**:用于衡量边界框中心坐标 $(x, y)$ 和宽度高度 $(w, h)$ 预测值与真实值之间的差异。 定位误差通过均方根误差计算得出: \[ \text{MSE}_{\text{coord}} = \sum_{i=0}^{S^2}\sum_{j=0}^{B}\mathbb{1}_i^{obj}(x_i-\hat{x}_i)^2 + (\sqrt{w_i}-\sqrt{\hat{w}_i})^2+(\sqrt{h_i}-\sqrt{\hat{h}_i})^2 \] - **置信度误差**:反映预测框内是否有物体以及该物体属于哪个类别的概率估计准确性。 对于每个网格单元格内的每一个边框,如果存在对象,则期望输出高置信度;反之亦然。 \[ \text{Confidence Loss}= \sum_{i=0}^{S^2}\mathbb{1}_i^{obj}(C_i - \hat{C}_i)^2+\lambda_{noobj}\sum_{i=0}^{S^2}\mathbb{1}_i^{noobj}(C_i - \hat{C}_i)^2 \] 这里 $\lambda_{noobj}$ 表示无对象情况下的权重因子,一般设置较小以减少背景区域的影响。 - **分类误差**:当某个网格含有目标时,负责预测类别分布的概率向量。 使用交叉熵作为评估标准: \[ Class\_probabilities=\sum_{i=0}^{S^2}\mathbb{1}_i^{obj}\sum_{c \in classes}(p_i(c)-\hat{p}_i(c))^2 \] 综合以上各项指标构成最终的任务联合训练的目标函数: \[Loss=(\text{MSE}_{\text{coord}})+(\text{Confidence Loss})+(Class\_probabilities)\][^4] #### Python 实现示意代码 下面给出一段简化版的 PyTorch 实现片段,展示了如何定义并优化这个复合型损失函数: ```python import torch.nn.functional as F def compute_yolo_loss(pred_boxes, target_boxes, pred_confidences, targets, class_predictions, labels): lambda_coord = 5.0 lambda_noobj = 0.5 # 计算位置偏差平方和 box_loss = lambda_coord * ((pred_boxes[..., :2] - target_boxes[..., :2])**2).mean() \ + lambda_coord * (((torch.sqrt(pred_boxes[..., 2:]) - torch.sqrt(target_boxes[..., 2:]))**2)).mean() # 置信度损失 obj_mask = ... # 获取有object mask no_obj_mask = ... # 获取没有object mask confidence_loss = F.mse_loss(pred_confidences[obj_mask], targets[obj_mask])\ + lambda_noobj * F.mse_loss(pred_confidences[no_obj_mask], targets[no_obj_mask]) # 类别预测交叉熵损失 classification_loss = F.cross_entropy(class_predictions[obj_mask], labels[obj_mask].argmax(-1)) total_loss = box_loss + confidence_loss + classification_loss return total_loss ```
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