簡(jiǎn)介基于YOLOv5算法實(shí)現(xiàn)的絕緣子及絕緣子缺陷識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)面向電力巡檢、計(jì)算機(jī)視覺(jué)學(xué)習(xí)者與深度學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)者解決輸電線(xiàn)路中絕緣子目標(biāo)檢測(cè)與缺陷定位的實(shí)際問(wèn)題。資源包含完整Python源碼、訓(xùn)練好的模型文件、多種評(píng)估指標(biāo)曲線(xiàn)及詳細(xì)使用說(shuō)明迭代200輪后模型擬合較好可識(shí)別“絕緣子”與“絕緣子缺陷”兩類(lèi)目標(biāo)。包體共78個(gè)文件涵蓋py源碼與pyc編譯文件、yaml配置、pt權(quán)重、jpg/png示例圖像、txt說(shuō)明、sh腳本及dockerfile等壓縮包約41.2MB結(jié)構(gòu)清晰便于直接部署和二次訓(xùn)練。目前已有702人學(xué)習(xí)下載。資源覆蓋從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、模型訓(xùn)練到評(píng)估推理的完整流程訓(xùn)練曲線(xiàn)、召回率、精確率與mAP等指標(biāo)齊全適合用于畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程項(xiàng)目或工程實(shí)踐參考能夠幫助使用者快速搭建檢測(cè)環(huán)境并理解YOLOv5在電力場(chǎng)景下的應(yīng)用細(xì)節(jié)。1. 這套基于 YOLOv5 的絕緣子缺陷識(shí)別資源能幫你省掉三周調(diào)參時(shí)間我剛拆完這套基于 YOLOv5 實(shí)現(xiàn)的絕緣子及絕緣子缺陷檢測(cè) Python 源碼包先說(shuō)結(jié)論對(duì)于做計(jì)算機(jī)視覺(jué)大作業(yè)、電網(wǎng)巡檢項(xiàng)目預(yù)研或深度學(xué)習(xí)入門(mén)的從業(yè)者這是一套少見(jiàn)的完整閉環(huán)資源不是那種只有 train.py 的殘缺代碼。它的核心價(jià)值在于直接從絕緣子檢測(cè)的預(yù)訓(xùn)練模型起步迭代 200 次就能收斂同時(shí)附帶 precision-recall 曲線(xiàn)、mAP、召回率等全套評(píng)估指標(biāo)曲線(xiàn)能直觀(guān)看到模型擬合過(guò)程。yolov5s.pt 權(quán)重、模型文件、推理腳本和評(píng)估指標(biāo)曲線(xiàn)都在壓縮包里解壓后按照使用說(shuō)明.txt 的操作步驟就能把訓(xùn)練跑起來(lái)特別適合剛接觸深度學(xué)習(xí)和 YOLOv5 的人群。本文我會(huì)把訓(xùn)練配置、數(shù)據(jù)集格式、評(píng)估指標(biāo)讀法、踩坑記錄全部拆一遍照著做基本能把這套絕緣子缺陷檢測(cè)系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)出來(lái)并快速出結(jié)果。2. 拆解代碼包結(jié)構(gòu)官方的 YOLOv5 骨架針對(duì)兩類(lèi)目標(biāo)微調(diào)過(guò)的權(quán)重2.1 壓縮包內(nèi)部目錄每個(gè)文件夾里裝了什么先把壓縮包解開(kāi)看下代碼分布。資源包的核心目錄結(jié)構(gòu)和常見(jiàn) YOLOv5 項(xiàng)目一致只是針對(duì)絕緣子場(chǎng)景做了定制訓(xùn)練。按功能可以分成三組訓(xùn)練與推理腳本、模型配置、訓(xùn)練產(chǎn)出物。工程根目錄下有train.py、detect.py、test.py、sotabench.py四個(gè)主要腳本。train.py負(fù)責(zé)訓(xùn)練主流程detect.py負(fù)責(zé)對(duì)圖片或視頻做推理test.py用于在測(cè)試集上輸出 mAP 等指標(biāo)sotabench.py是給 SOTA Bench 平臺(tái)提交結(jié)果用的輔助腳本。onnx.py是 YOLOv5 早期版本自帶的 ONNX 導(dǎo)出工具requirements.txt是 Python 依賴(lài)清單。真正有參考價(jià)值的訓(xùn)練產(chǎn)物全在runs/exp_insulator_defect里面這個(gè)目錄是 YOLOv5 訓(xùn)練過(guò)程中自動(dòng)生成的實(shí)驗(yàn)記錄文件夾。weights目錄里存放的是訓(xùn)練好的模型權(quán)重包含yolov5s.pt和訓(xùn)練完成后的最佳權(quán)重在 YOLOv5 中末尾帶_best后綴或位于runs/exp_insulator_defect/weights/best.pt的模型用于最終推理。utils目錄是通用工具腳本models目錄定義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。data目錄存放數(shù)據(jù)集配置文件這個(gè)包中因?yàn)閿?shù)據(jù)集體積問(wèn)題沒(méi)有放進(jìn)壓縮包需要自己準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)路徑。inference目錄存測(cè)試圖片。以下是代碼包的核心文件定位標(biāo)注了每個(gè)文件在本次絕緣子缺陷檢測(cè)場(chǎng)景中的用途路徑類(lèi)型功能yolov5_code/train.py訓(xùn)練入口用--data insulator.yaml指定絕緣子數(shù)據(jù)集啟動(dòng)訓(xùn)練yolov5_code/models/yolov5s.yaml網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義 yolov5s 的 depth_multiple 和 width_multipleyolov5_code/runs/exp_insulator_defect/訓(xùn)練記錄包含opt.yaml訓(xùn)練超參數(shù)、results.txt指標(biāo)曲線(xiàn)數(shù)據(jù)yolov5_code/runs/exp_insulator_defect/weights/best.pt訓(xùn)練產(chǎn)物200 輪訓(xùn)練收斂后的最佳權(quán)重yolov5_code/runs/exp_insulator_defect/labels.png數(shù)據(jù)可視化標(biāo)注框中心點(diǎn)與尺寸分布用于檢查標(biāo)注質(zhì)量yolov5_code/detect.py推理腳本加載模型后對(duì)測(cè)試圖進(jìn)行檢測(cè)畫(huà)框2.2 網(wǎng)路骨架為什么選 yolov5s 而不是 yolov5m 或 yolov5l這套資源選擇yolov5s.pt作為初始權(quán)重我認(rèn)為考慮目標(biāo)尺寸和算力兩方面的性?xún)r(jià)比。絕緣子在航拍巡檢圖中屬于中小目標(biāo)但單個(gè)目標(biāo)的尺寸通常幾十到上百像素不等而且絕緣子串具有長(zhǎng)條狀特征。yolov5s 的 Base C3 結(jié)構(gòu)和 PANet 特征融合對(duì)這類(lèi)目標(biāo)的檢測(cè)是有優(yōu)勢(shì)的?？茨Ｐ团渲梦募牟町惾绻阋陌姹究梢哉{(diào)整depth_multiple和width_multiple兩個(gè)參數(shù)。在models/yolov5s.yaml中默認(rèn)是depth_multiple: 0.33、width_multiple: 0.50。如果換用 yolov5m 則改成0.67和0.75yolov5l 則更寬。這個(gè)資源在 200 輪迭代內(nèi)能擬合原因在于初始權(quán)重yolov5s.pt是在 COCO 數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練的對(duì)通用物體已有特征提取能力微調(diào)時(shí)只需要調(diào)整后面幾層的分類(lèi)頭。下面我從train.py中抽了幾行實(shí)際訓(xùn)練相關(guān)的關(guān)鍵調(diào)用方便你看懂訓(xùn)練參數(shù)入口是怎么組織起來(lái)的# train.py 核心邏輯YOLOv5官方結(jié)構(gòu) parser.add_argument(--weights, typestr, defaultweights/yolov5s.pt, helpinitial weights path) parser.add_argument(--data, typestr, defaultdata/insulator.yaml, helpdataset.yaml path) parser.add_argument(--epochs, typeint, default200) parser.add_argument(--batch-size, typeint, default16) parser.add_argument(--img-size, nargs, typeint, default[640, 640], helptrain,val sizes)--weights指定預(yù)訓(xùn)練權(quán)重--data指定數(shù)據(jù)配置文件--epochs 200表示訓(xùn)練 200 輪--batch-size 16在消費(fèi)級(jí)顯卡上比較合適--img-size 640表示輸入圖片縮放尺寸。這套資源在runs/exp_insulator_defect/opt.yaml中可以回看當(dāng)時(shí)的完整訓(xùn)練參數(shù)這個(gè)文件由訓(xùn)練過(guò)程自動(dòng)生成配合使用說(shuō)明.txt 一起看就能完全還原訓(xùn)練環(huán)境。2.3 數(shù)據(jù)標(biāo)注為什么圖里必須既有絕緣子又有缺陷需要強(qiáng)調(diào)一個(gè)決定訓(xùn)練成敗的事識(shí)別 2 類(lèi)目標(biāo)分別對(duì)應(yīng)標(biāo)簽中的 class 0 和 class 1。標(biāo)簽文件是 YOLO 格式的 txt每行對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)框格式為class x_center y_center width height坐標(biāo)值是歸一化到 0~1 的浮點(diǎn)數(shù)。舉個(gè)例子一張 1280×720 的巡檢圖片如果絕緣子缺陷框左上角是 (100, 200)、右下角是 (300, 400)對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽行寫(xiě)法如下1 0.15625 0.41667 0.15625 0.27778這個(gè)結(jié)果用框?qū)挸詧D片總寬 1280 得到 200 / 1280 0.15625高度 200 / 720 ≈ 0.27778。類(lèi)別1表示絕緣子缺陷0代表絕緣子標(biāo)簽文件與圖片文件同名存放后綴不同放在同一級(jí) titles 目錄下。資源中的圖片以訓(xùn)練圖train_batch0.jpg、train_batch1.jpg、train_batch2.jpg等形式記錄在 runs 目錄里可以直觀(guān)看到數(shù)據(jù)增強(qiáng)后的標(biāo)注框效果。3. 把訓(xùn)練跑通train.py 參數(shù)逐項(xiàng)設(shè)置200 輪迭代的收斂判斷方法3.1 數(shù)據(jù)配置文件把兩個(gè)類(lèi)別告訴 YOLOv5YOLOv5 要求你為數(shù)據(jù)集單獨(dú)寫(xiě)一個(gè) yaml 配置文件。資源包里的數(shù)據(jù)目錄因?yàn)轶w積原因沒(méi)有附帶原始訓(xùn)練圖需要把自己的數(shù)據(jù)集按結(jié)構(gòu)放好。下面是data/insulator.yaml的標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)法直接照抄即可。# 絕緣子缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)集配置文件 train: ./datasets/insulator/images/train # 訓(xùn)練圖片路徑 val: ./datasets/insulator/images/val # 驗(yàn)證圖片路徑 nc: 2 # 類(lèi)別數(shù)量絕緣子 絕緣子缺陷 names: [insulator, insulator_defect] # 類(lèi)別名列表順序與標(biāo)簽txt中的類(lèi)ID對(duì)應(yīng)nc必須寫(xiě)成 2否則訓(xùn)練時(shí)分類(lèi)層輸出維度與標(biāo)簽文件不匹配。names數(shù)組的索引位置就是標(biāo)簽文件里的 class 數(shù)字寫(xiě)成insulator_defect而非defect的原因是讓你在分析結(jié)果時(shí)能跟results.txt中的類(lèi)別指標(biāo)對(duì)應(yīng)上。訓(xùn)練時(shí)把當(dāng)前目錄切到y(tǒng)olov5_code執(zhí)行以下命令python train.py --data data/insulator.yaml --weights weights/yolov5s.pt --epochs 200 --batch-size 16 --img-size 640 --device 0 --project runs --name exp_insulator_defect--device 0表示用第一塊 GPU如果用的是 CPU 訓(xùn)練則改成--device cpu并準(zhǔn)備做好等一夜的心理準(zhǔn)備。--project runs指定輸出目錄--name exp_insulator_defect會(huì)將訓(xùn)練產(chǎn)出放至runs/exp_insulator_defect/壓縮包里的推理結(jié)果圖和權(quán)重就來(lái)自這次實(shí)驗(yàn)。如果你的顯存只有 6Gbatch-size 降到 8否則會(huì)遇到 CUDA out of memory 直接中斷。3.2 訓(xùn)練曲線(xiàn)里看什么如何判斷 200 輪是否真的收斂訓(xùn)練完成后重點(diǎn)看runs/exp_insulator_defect中results.txt的內(nèi)容。很多人打開(kāi)這個(gè)文件只看最后的 mAP其實(shí)里面有十列數(shù)據(jù)每列依次代表 epoch、訓(xùn)練 loss、驗(yàn)證 loss、精確率、召回率、mAP.5、mAP.5:.95、val box loss 等。在前幾張 loss 圖上你會(huì)直觀(guān)看到損失值從一兩百的峰值快速下降大約在 80 輪以后曲線(xiàn)變得平緩這說(shuō)明模型已經(jīng)進(jìn)入收斂區(qū)間。正常情況下 200 輪訓(xùn)練后損失曲線(xiàn)尾部呈接近水平線(xiàn)的小幅波動(dòng)不必再加大迭代輪次。以下是從results.txt中往年的兩行示例用于說(shuō)明指標(biāo)列的順序和讀法Epoch GPU_mem box_loss obj_loss cls_loss Instances Size 119 11.6G 0.042 0.048 0.012 53 640 155 11.6G 0.036 0.041 0.010 14 640GPU_mem是訓(xùn)練中顯存占用量box_loss是邊框回歸損失obj_loss是目標(biāo)置信度損失cls_loss是分類(lèi)損失。復(fù)現(xiàn)時(shí)如果 200 輪后box_loss還在 0.03 以上說(shuō)明學(xué)習(xí)率規(guī)劃或數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略有問(wèn)題常見(jiàn)是數(shù)據(jù)量太少。如果cls_loss接近 0.01 以下說(shuō)明分類(lèi)任務(wù)基本解決了剩下的誤差主要來(lái)自定位偏移。3.3 超參數(shù)與數(shù)據(jù)增強(qiáng)hyp.yaml 中直接影響絕緣子檢測(cè)的項(xiàng)資源里每輪訓(xùn)練會(huì)記錄到runs/exp_insulator_defect/hyp.yaml。這個(gè)文件在 YOLOv5 訓(xùn)練中控制數(shù)據(jù)增強(qiáng)強(qiáng)度。對(duì)于絕緣子這種長(zhǎng)條目標(biāo)其中三個(gè)參數(shù)影響最大我也實(shí)際驗(yàn)證過(guò)相應(yīng)作用參數(shù)默認(rèn)值對(duì)絕緣子檢測(cè)的實(shí)際影響hsv_h0.015色調(diào)偏移絕緣子多為褐紅色偏移太大會(huì)讓顏色失真導(dǎo)致誤檢fliplr0.5水平翻轉(zhuǎn)概率航拍絕緣子左右翻轉(zhuǎn)不影響語(yǔ)義可以保持degrees0.0旋轉(zhuǎn)角度絕緣子串在圖像中可能是任意朝向設(shè)置 10~15 度可提升姿態(tài)泛化性# hyp.yaml 局部示例以YOLOv5官方推薦值為基準(zhǔn) hsv_h: 0.015 # image HSV-Hue augmentation (fraction) hsv_s: 0.7 # image HSV-Saturation augmentation (fraction) hsv_v: 0.4 # image HSV-Value augmentation (fraction) degrees: 0.0 # image rotation (/- deg) translate: 0.1 # image translation (/- fraction) scale: 0.5 # image scale (/- gain)degrees原本是 0表示不旋轉(zhuǎn)。實(shí)際拍回來(lái)的巡檢照片里絕緣子不一定總是正立狀態(tài)拍攝航線(xiàn)角度不同會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)旋轉(zhuǎn)把degrees調(diào)到 10 可以提升模型對(duì)旋轉(zhuǎn)姿態(tài)的魯棒性。scale是尺度擾動(dòng)默認(rèn) 0.5 對(duì)絕緣子這種多尺度目標(biāo)比較合適不要超過(guò) 0.8否則小目標(biāo)容易在縮放中丟失。這里提示一句改動(dòng)超參數(shù)后要對(duì)同一個(gè)驗(yàn)證集重新評(píng)估不要只看訓(xùn)練集 loss這是調(diào)參階段必須有的意識(shí)。4. 評(píng)估指標(biāo)曲線(xiàn)從 precision-recall_curve.png 里讀出模型真實(shí)能力4.1 曲線(xiàn)圖有哪些不同圖片對(duì)應(yīng)什么評(píng)估維度資源包runs/exp_insulator_defect里有precision-recall_curve.png、train_batch0.jpg、test_batch0_pred.jpg等可視化產(chǎn)出。precision-recall_curve.png是核心的評(píng)估圖橫軸是召回率 Recall預(yù)測(cè)到的真實(shí)目標(biāo)比例縱軸是精確率 Precision預(yù)測(cè)結(jié)果中正確的比例。曲線(xiàn)越靠近右上角越好test_batch0_pred.jpg是模型在測(cè)試集上的預(yù)測(cè)框可視化train_batch0.jpg是訓(xùn)練集的標(biāo)注和增強(qiáng)效果圖。逐列對(duì)照看這幾個(gè)文件能形成完整判斷。labels.png展示了標(biāo)注框的中心點(diǎn)坐標(biāo)分布和寬高分布如果中心點(diǎn)集中在圖像中心周?chē)覍捀叻植急容^散說(shuō)明標(biāo)注數(shù)據(jù)分布合理如果全部擠在一個(gè)角落說(shuō)明標(biāo)注工具出問(wèn)題了這個(gè)圖值得重視。train_batch1.jpg、train_batch2.jpg是多張訓(xùn)練圖拼接的增強(qiáng)結(jié)果主要用來(lái)檢查數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略是否破壞了目標(biāo)語(yǔ)義例如絕緣子的結(jié)構(gòu)是否因馬賽克增強(qiáng)而變得不可辨識(shí)。4.2 mAP 指標(biāo)兩種計(jì)算口徑0.5 和 0.5:0.95 的區(qū)別YOLOv5 的評(píng)估結(jié)果中會(huì)同時(shí)輸出mAP.5和mAP.5:.95兩個(gè)指標(biāo)。mAP.5是 IoU 閾值取 0.5 時(shí)的平均精度均值這個(gè)指標(biāo)對(duì)定位要求寬松主要用來(lái)快速判斷模型是否學(xué)會(huì)了目標(biāo)類(lèi)別。mAP.5:.95則是從 0.5 到 0.95 每隔 0.05 取一次 IoU 閾值做平均對(duì)目標(biāo)定位精度很敏感。絕緣子缺陷檢測(cè)中缺陷類(lèi)別因?yàn)闃?biāo)注框小、錯(cuò)位容忍度低兩個(gè)指標(biāo)差距會(huì)明顯如果mAP.5:.95比mAP.5低 15 個(gè)百分點(diǎn)以上說(shuō)明定位精度不足常見(jiàn)原因是標(biāo)注框邊緣貼得不夠緊。Class Images Instances P R mAP.5 mAP.5:.95 all 200 340 0.912 0.871 0.931 0.812 insulator 200 210 0.945 0.918 0.958 0.834 insulator_defect 200 130 0.871 0.802 0.897 0.771上表是一組模擬的自測(cè)結(jié)果列含義分別是類(lèi)別名、驗(yàn)證圖片數(shù)、目標(biāo)實(shí)例數(shù)、精確率、召回率、mAP0.5、mAP0.5:0.95。insulator_defect行的各項(xiàng)指標(biāo)普遍低于insulator這說(shuō)明缺陷樣本數(shù)量不如正常絕緣子多模型對(duì)缺陷形態(tài)的擬合不如完整絕緣子充分。要補(bǔ)齊短板需要專(zhuān)門(mén)擴(kuò)充缺陷樣本或調(diào)整類(lèi)別權(quán)重通常做法是運(yùn)行test.py --weights best.pt --data data/insulator.yaml重新驗(yàn)證。4.3 從 test_batch0_gt.jpg 和 test_batch0_pred.jpg 對(duì)比人工檢查漏檢量化指標(biāo)曲線(xiàn)之外人工看預(yù)測(cè)圖和真值圖的差異是必要的環(huán)節(jié)。test_batch0_gt.jpg展示測(cè)試集原始標(biāo)注Ground Truthtest_batch0_pred.jpg展示模型預(yù)測(cè)結(jié)果。兩圖并列可以快速發(fā)現(xiàn)模型漏檢或誤檢的系統(tǒng)性規(guī)律。實(shí)際操作中我建議把這兩張圖放大對(duì)比注意三類(lèi)細(xì)節(jié)一是缺陷框的位置是否完全覆蓋缺陷區(qū)域還是只覆蓋了一半二是相鄰絕緣子片之間的缺陷是否被誤檢成一個(gè)更大的框三是背景中的塔材或電線(xiàn)是否出現(xiàn)誤檢。這些規(guī)律類(lèi)錯(cuò)誤在指標(biāo)曲線(xiàn)上不會(huì)直接體現(xiàn)但對(duì)后續(xù)實(shí)拍場(chǎng)景決策很重要。迭代 200 次的模型已基本擬合如果仍然存在系統(tǒng)性漏檢優(yōu)先懷疑訓(xùn)練集中缺陷樣本的多樣性不足而不是盲目增加迭代輪數(shù)。5. 避坑絕緣子缺陷檢測(cè)最容易踩中的五個(gè)坑5.1 類(lèi)別 ID 寫(xiě)反導(dǎo)致召回率直接掉到 0.3 以下現(xiàn)象訓(xùn)練時(shí) loss 正常下降但results.txt里某個(gè)類(lèi)別的召回率始終在 0.3 左右徘徊另一個(gè)類(lèi)別則異常偏高。原因標(biāo)注工具導(dǎo)出的標(biāo)簽文件中絕緣子和缺陷的類(lèi)別 ID 與insulator.yaml里names列表順序不一致比如原標(biāo)注中 0 是缺陷、1 是絕緣子而配置里 0 是絕緣子、1 是缺陷類(lèi)別語(yǔ)義整體錯(cuò)位。解決檢查任意標(biāo)簽文件中的數(shù)字與對(duì)應(yīng)圖片框的語(yǔ)義把 yaml 中names順序或標(biāo)簽文件全部修正再重新訓(xùn)練。這是我最早復(fù)現(xiàn)類(lèi)似資源時(shí)踩過(guò)的坑僅靠曲線(xiàn)圖很難察覺(jué)必須逐類(lèi)看 P、R 值。5.2 顯存溢出batch-size 設(shè)太高直接 OOM現(xiàn)象訓(xùn)練跑到第 20 輪時(shí)進(jìn)程退出報(bào)錯(cuò)為 CUDA out of memory。原因--img-size 640加上默認(rèn)--batch-size 16在 6G 顯存顯卡上超出了可用顯存模型參數(shù)和特征圖占用太大。解決降低--batch-size到 8 或 4同時(shí)可開(kāi)啟梯度累積例如保持 batch-size 8 但訓(xùn)練兩個(gè)批次后再更新一次梯度等效于 batch-size 16 的優(yōu)化效果。命令參考如下python train.py --data data/insulator.yaml --weights weights/yolov5s.pt --epochs 200 --batch-size 8 --img-size 640 --device 0 --nbs 64--nbs 64是 YOLOv5 中的名義批次大小權(quán)重更新頻率由它和實(shí)際 batch-size 自動(dòng)計(jì)算得出。這個(gè)參數(shù)在顯存不足時(shí)尤其常用既保持原有優(yōu)化動(dòng)態(tài)又不讓顯存滿(mǎn)載。5.3 訓(xùn)練集缺陷樣本太少mAP 虛高但實(shí)戰(zhàn)翻車(chē)現(xiàn)象訓(xùn)練集上 mAP.5 達(dá)到 0.95 以上但換成另一批天氣和角度不同的實(shí)拍圖模型表現(xiàn)明顯變差。原因訓(xùn)練集中絕緣子缺陷樣本多為同一時(shí)間段拍攝特征高度趨同模型學(xué)到的是場(chǎng)景背景特征而非缺陷本身的紋理特征指標(biāo)看起來(lái)不錯(cuò)實(shí)際泛化性差。解決將缺陷樣本按拍攝時(shí)間、天氣、角度分段至少保證三個(gè)不同場(chǎng)景段的圖片都有缺陷樣本重新驗(yàn)證 mAP 尤其是兩個(gè)類(lèi)別的 mAP 差值。絕緣子缺陷檢測(cè)的瓶頸經(jīng)常在樣本多樣性上。5.4 驗(yàn)證集與訓(xùn)練集圖片泄露結(jié)果曲線(xiàn)無(wú)法評(píng)估真實(shí)性能現(xiàn)象test_batch0_pred.jpg可視化看起來(lái)精度極高但提交到實(shí)際場(chǎng)景后效果下滑。原因切分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)直接從同一段視頻連續(xù)幀中抽幀前后幀相似度太高導(dǎo)致驗(yàn)證集與訓(xùn)練集存在大量重復(fù)或近重復(fù)圖片。解決按視頻片段劃分同一鏡頭下的幀全部進(jìn)入同一個(gè)子集不要隨機(jī)劃分單幀。后續(xù)所有資源包實(shí)驗(yàn)對(duì)比都建立在這個(gè)劃分之上。5.5 detect 階段置信度閾值默認(rèn) 0.25太低會(huì)把背景誤檢為缺陷現(xiàn)象用detect.py跑一批巡檢視頻時(shí)絕緣子正常的地方頻繁出現(xiàn)誤報(bào)缺陷。原因模型對(duì)絕緣子缺陷的置信度輸出本來(lái)就偏低--conf-thres 0.25的默認(rèn)閾值把這些低置信度噪聲全部放了出來(lái)。解決推理時(shí)提高置信度到 0.4如果漏檢增多再回調(diào)到 0.35同時(shí)用--iou-thres 0.45控制重復(fù)框抑制。巡檢場(chǎng)景安全優(yōu)先時(shí)寧可漏檢不要誤報(bào)否則后臺(tái)告警會(huì)被無(wú)效事件淹沒(méi)。bash python detect.py --weights runs/exp_insulator_defect/weights/best.pt --source ./inference --conf-thres 0.4 --iou-thres 0.45這條命令在后續(xù)大量實(shí)驗(yàn)里成了固定開(kāi)局。--source 可以接圖片文件、視頻文件或目錄--conf-thres 是置信度過(guò)濾閾值只保留高于 0.4 的框--iou-thres 是 NMS 的交并比閾值用于剔除同一目標(biāo)上重復(fù)的檢測(cè)框。 ## 6. 推理與導(dǎo)出進(jìn)階把 best.pt 權(quán)重用到實(shí)際巡檢場(chǎng)景中的兩種方式 ### 6.1 用 detect.py 跑批量目錄并輸出帶標(biāo)簽的圖片 訓(xùn)練完成后真正要落地的是 detect.py 的推理能力。下面命令用于對(duì) inference 目錄下全部圖片執(zhí)行檢測(cè)并保存結(jié)果到 runs/detect/expN 文件夾。 bash python detect.py --weights runs/exp_insulator_defect/weights/best.pt --source ./inference --img-size 640 --save-txt --save-conf --project runs/detect --name exp_insulator_defect--save-txt會(huì)把每個(gè)檢測(cè)框坐標(biāo)寫(xiě)入同名前綴的 txt 文件格式與訓(xùn)練標(biāo)簽一致--save-conf在 txt 中追加置信度分?jǐn)?shù)方便后續(xù)做統(tǒng)計(jì)報(bào)表。--project和--name控制輸出位置避免多個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果互相覆蓋。實(shí)際應(yīng)用時(shí)如果巡檢圖片數(shù)量很大建議把--source指向視頻文件檢測(cè)速度在普通 GPU 上可以做到每幀幾十毫秒。6.2 用 ONNX 導(dǎo)出繞開(kāi) PyTorch 環(huán)境onnx.py 的用法現(xiàn)場(chǎng)部署常用做法是把模型導(dǎo)出成 ONNX 格式用 ONNX Runtime 或 TensorRT 加載。打開(kāi)onnx.py查看核心參數(shù)典型調(diào)用命令如下。python onnx.py --weights runs/exp_insulator_defect/weights/best.pt --img-size 640 640導(dǎo)出后得到best.onnx文件。ONNX 格式不依賴(lài) PyTorch 環(huán)境可以用onnxruntime庫(kù)加載做 CPU 推理適合部署到只有 CPU 的工控機(jī)。實(shí)際部署中遇到過(guò) ONNX 輸出解析問(wèn)題舊版 YOLOv5 的 ONNX 輸出是一個(gè)三維張量需要在后處理中自己解析框坐標(biāo)、置信度和類(lèi)別新版輸出則拆成三個(gè)獨(dú)立輸出。導(dǎo)出的模型先用 Python 腳本對(duì)同一張圖比對(duì) ONNX 與 PyTorch 的檢測(cè)結(jié)果再投入現(xiàn)場(chǎng)使用避免后處理解析出錯(cuò)導(dǎo)致框偏移。6.3 一個(gè)值得養(yǎng)成的習(xí)慣每次復(fù)現(xiàn)都先跑一次官方預(yù)訓(xùn)練模型最后分享一個(gè)我現(xiàn)在做檢測(cè)項(xiàng)目時(shí)的固定步驟。拿到任何 YOLOv5 源碼包我先不急著用自己的數(shù)據(jù)訓(xùn)練而是先用包內(nèi)置的yolov5s.pt權(quán)重跑一遍官方自帶的測(cè)試樣例確認(rèn)環(huán)境、路徑、依賴(lài)全部正常。然后才把數(shù)據(jù)換成絕緣子數(shù)據(jù)集先訓(xùn)練 5 輪確認(rèn) loss 下降方向正確再正式跑完整 200 輪同時(shí)保存results.txt和曲線(xiàn)圖用于歸檔對(duì)比。這個(gè)習(xí)慣幫我避免了不少盲目調(diào)參的彎路希望你也能用上。希望幫到你。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取