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柑橘病害检测和识别3:基于YOLOv11柑橘病害识别系统(含训练代码、数据集和GUI交互界面)

基于YOLOv11柑橘病害识别系统,其能识别检测出4种病害:names = {0:'blackspot', 1:'canker', 2:'fresh', 3:'grenning'} 具体图片见如下:

第一步:YOLOv11介绍 YOLOv11是由Ultralytics公司开发的新一代目标检测算法,它在之前YOLO版本的基础上进行了显著的架构和训练方法改进。

以下是YOLOv11的一些详细介绍和创新点: 增强的特征提取 :YOLOv11采用了改进的骨干网络和颈部架构,增强了特征提取能力,以实现更精确的目标检测和复杂任务的性能。

优化效率和速度 :引入了精细的架构设计和优化的训练流程,提供了更快的处理速度,并在准确性和性能之间保持了最佳平衡。

更少参数下的高准确度 :YOLOv11在COCO数据集上实现了更高的平均精度均值(mAP),同时比YOLOv8少用了22%的参数,使其在不牺牲准确性的情况下具有计算效率。

跨环境的适应性 :YOLOv11可以无缝部署在各种环境中,包括边缘设备、云平台和支持NVIDIA GPU的系统,确保了最大的灵活性。

支持广泛的任务 :YOLOv11不仅支持目标检测,还支持实例分割、图像分类、姿态估计和定向目标检测(OBB),满足一系列计算机视觉挑战。

YOLOv11的网络结构和关键创新点包括: C3k2机制 :这是一种新的卷积机制,它在网络的浅层将c3k参数设置为False,类似于YOLOv8中的C2f结构。

C2PSA机制 :这是一种在C2机制内部嵌入的多头注意力机制,类似于在C2中嵌入了一个PSA(金字塔空间注意力)机制。

深度可分离卷积(DWConv) :在分类检测头中增加了两个DWConv,这种卷积操作减少了计算量和参数量,提高了模型的效率。

自适应锚框机制 :自动优化不同数据集上的锚框配置,提高了检测精度。

EIoU损失函数 :引入了新的EIoU(Extended IoU)损失函数,考虑了预测框与真实框的重叠面积,长宽比和中心点偏移,提高了预测精度。

YOLOv11的训练过程包括数据准备、数据增强、超参数优化和模型训练几个阶段。

它使用混合精度训练技术,在不降低模型精度的情况下,加快了训练速度,并减少了显存的占用。

在部署方面,YOLOv11支持导出为不同的格式,如ONNX、TensorRT和CoreML,以适应不同的部署平台。

它还采用了多种加速技术,如半精度浮点数推理(FP16)、批量推理和硬件加速,以提升推理速度。

YOLOv11的成功标志着目标检测技术又迈出了重要的一步,它为开发者提供了更强大的工具来应对日益复杂的视觉检测任务。

第二步:YOLOv11网络结构

第三步:代码展示

# Ultralytics YOLO 🚀, AGPL-3.0 license

from pathlib import Path

from ultralytics.engine.model import Model from ultralytics.models import yolo from ultralytics.nn.tasks import ClassificationModel, DetectionModel, OBBModel, PoseModel, SegmentationModel, WorldModel from ultralytics.utils import ROOT, yaml_load

class YOLO(Model): """YOLO (You Only Look Once) object detection model."""

def __init__(self, model="yolo11n.pt", task=None, verbose=False): """Initialize YOLO model, switching to YOLOWorld if model filename contains '-world'.""" path = Path(model) if "-world" in path.stem and path.suffix in {".pt", ".yaml", ".yml"}: # if YOLOWorld PyTorch model new_instance = YOLOWorld(path, verbose=verbose) self.__class__ = type(new_instance) self.__dict__ = new_instance.__dict__ else: # Continue with default YOLO initialization super().__init__(model=model, task=task, verbose=verbose)

@property def task_map(self): """Map head to model, trainer, validator, and predictor classes.""" return { "classify": { "model": ClassificationModel, "trainer": yolo.classify.ClassificationTrainer, "validator": yolo.classify.ClassificationValidator, "predictor": yolo.classify.ClassificationPredictor, }, "detect": { "model": DetectionModel, "trainer": yolo.detect.DetectionTrainer, "validator": yolo.detect.DetectionValidator, "predictor": yolo.detect.DetectionPredictor, }, "segment": { "model": SegmentationModel, "trainer": yolo.segment.SegmentationTrainer, "validator": yolo.segment.SegmentationValidator, "predictor": yolo.segment.SegmentationPredictor, }, "pose": { "model": PoseModel, "trainer": yolo.pose.PoseTrainer, "validator": yolo.pose.PoseValidator, "predictor": yolo.pose.PosePredictor, }, "obb": { "model": OBBModel, "trainer": yolo.obb.OBBTrainer, "validator": yolo.obb.OBBValidator, "predictor": yolo.obb.OBBPredictor, }, }

class YOLOWorld(Model): """YOLO-World object detection model."""

def __init__(self, model="yolov8s-world.pt", verbose=False) -> None: """ Initialize YOLOv8-World model with a pre-trained model file.

Loads a YOLOv8-World model for object detection. If no custom class names are provided, it assigns default COCO class names.

Args: model (str | Path): Path to the pre-trained model file. Supports *.pt and *.yaml formats. verbose (bool): If True, prints additional information during initialization. """ super().__init__(model=model, task="detect", verbose=verbose)

# Assign default COCO class names when there are no custom names if not hasattr(self.model, "names"): self.model.names = yaml_load(ROOT / "cfg/datasets/coco8.yaml").get("names")

@property def task_map(self): """Map head to model, validator, and predictor classes.""" return { "detect": { "model": WorldModel, "validator": yolo.detect.DetectionValidator, "predictor": yolo.detect.DetectionPredictor, "trainer": yolo.world.WorldTrainer, } }

def set_classes(self, classes): """ Set classes.

Args: classes (List(str)): A list of categories i.e. ["person"]. """ self.model.set_classes(classes) # Remove background if it's given background = " " if background in classes: classes.remove(background) self.model.names = classes

# Reset method class names # self.predictor = None # reset predictor otherwise old names remain if self.predictor: self.predictor.model.names = classes

第四步:统计训练过程的一些指标,相关指标都有

第五步:运行 (支持图片、文件夹、摄像头和视频功能)

第六步:整个工程的内容 有训练代码和训练好的模型以及训练过程,提供数据,提供GUI界面代码

项目完整文件下载请见演示与介绍视频的简介处给出 :➷➷➷ https://www.bilibili.com/video/BV1fGL66nEMD/

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