04训练——基于YOLO V8的自定义数据集训练——在windows环境准备

本文介绍了如何在Windows环境下利用本地GPU资源进行YOLO V8模型的训练,包括查看显卡型号、计算力,安装PyTorch和CUDA的详细步骤。强调了显卡算力对于选择PyTorch版本的重要性,以及针对不同算力的安装指南,提供了一键安装和源码安装两种方法。

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在上文中,笔者介绍了使用google公司提供的免费GPU资源colab来对大量的自定义数据集进行模型训练。该方法虽然简单好用,但是存在以下几方面的短板问题:

一是需要通过虚拟服务器做为跳板机来访问,总体操作起来非常繁杂。

二是需要将大量的数据上传缓慢,管理和使用非常不友好,特别是我们分批上传文件时,需要后期逐个整理文件,非常不友好。

三是免费使用gpu的额度有限制,也就是说当你频繁使用colab做训练的时候,会提示配额已满,甚至我们耗费很长时间进行训练的时候,突然运行报错,实际上就是配额慢了,造成前期工作白费了。

为此,在我们实际的项目需求中,仍然需要掌握如何在windows环境下,调用本地电脑的GPU资源进行模型的训练。为了确保您的电脑中显卡资源可以被成功调用,您需要首先完成电脑显卡驱动和CUDA、torch等的安装准备工作。完成之后,便可调用本地电脑的GPU资源了,具体的代码与基于linux环境的colab上运行的代码类似,但有些许不同,笔者将逐一讲解。

1 、首先查看自己的显卡型号

根据nvcc-smi查到自己的显卡型号,如下图所示。

### YOLOv8 训练参数配置与超参数调整 YOLOv8 是由 Ultralytics 开发的一个高性能目标检测框架,其训练过程可以通过多种方式进行配置和优化。以下是关于 YOLOv8训练参数设置、配置文件以及超参数调整的相关内容。 #### 1. **训练方式的选择** YOLOv8 提供两种主要的训练启动方式:命令行模式和编写自定义代码模式。 - 命令行模式适合快速测试和简单的实验场景,通过传递参数即可轻松调整训练选项[^1]。然而,这种方式不便于记录详细的训练参数或进行复杂调试。 - 编写自定义代码则更加灵活,允许开发者完全控制训练流程并实现复杂的逻辑需求。不过,默认情况下,许多参数被硬编码到代码中,缺乏动态调整的能力。 为了兼顾两者的优点,推荐结合两者的方法——即使用配置文件存储较少变动的参数,并通过命令行输入频繁更改的部分(如 `batch_size` 或 `epochs`)。这样既能保持灵活性又方便后续对比不同实验的结果。 #### 2. **常用训练参数及其作用** 以下是一些常见的 YOLOv8 训练参数及它们的功能描述: | 参数名称 | 描述 | |----------------|------------------------------------------------------------------------------------------| | `model` | 指定使用的预训练模型路径或名称 (e.g., yolov8n.pt)[^3]. | | `data` | 数据集配置文件路径,用于定义类别数、图片目录等信息. | | `epochs` | 总共运行多少轮次来完成整个数据集的学习过程. | | `imgsz` | 输入图像尺寸大小(通常为正方形),影响计算效率及时延表现. | | `batch` | 单批次处理样本数量;较大的 batch 可能带来更好的泛化能力但也占用更多显存资源[^2]. | | `device` | 设备选择(gpu/cpu/mps),默认优先尝试 gpu 加速. | ##### 批量大小 (`batch`) 批量大小决定了每次迭代所加载的数据量。增大该值有助于提高收敛速度和平滑损失曲线,但会增加内存消耗。如果硬件条件有限,则需适当减小此数值以避免 OOM 错误发生. ##### 图像增强(`augmentations`)及相关超参数 图像增强技术对于提升模型鲁棒性和防止过拟合至关重要。例如翻转(flip)、裁剪(crop)、颜色抖动(color jittering)等功能都可以显著改善最终效果。具体可调节项包括但不限于亮度/对比度范围、旋转角度限制等等. #### 3. **如何创建和编辑配置文件** 配置文件通常是 YAML 格式的文档,包含了大部分固定的训练设定。它不仅简化了重复操作还促进了团队协作下的版本管理。下面展示了一个基础示例: ```yaml train: ./datasets/coco/train.txt # 训练集标注文件位置 val: ./datasets/coco/valid.txt # 验证集标注文件位置 nc: 80 # 类别总数 names: ['person', 'bicycle', ... ] # 各类别的标签名列表 hyp: lr0: 0.01 # 初始学习率 momentum: 0.937 # 动量因子 ``` 上述片段展示了最基本的字段结构,实际应用时可能还需要额外补充诸如权重衰减系数(weight decay)之类的高级属性. #### 4. **实践建议** 当面对特定任务时,合理地微调某些关键性的超参数往往可以获得意想不到的好结果。比如针对小型物体密集分布的情况应该考虑降低 anchor box 尺寸或者启用 mosaic augmentation 技术;而对于极度不平衡分类问题来说引入 Focal Loss 函数可能是有效的解决方案之一. ---
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