YOLOv10:引領(lǐng)無(wú)NMS實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)的新紀(jì)元

來(lái)自中國(guó)清華大學(xué)的研究人員推出了YOLOv10，這是一種具有卓越進(jìn)步的創(chuàng)新模型，展示了在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的重要突破。這次發(fā)布體現(xiàn)了讓AI既易于使用又功能強(qiáng)大的承諾，標(biāo)志著重大進(jìn)展和改進(jìn)。

YOLO（You Only Look Once）系列一直是實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)的基準(zhǔn)，成功平衡了計(jì)算成本和檢測(cè)性能。盡管在架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略方面取得了進(jìn)展，但對(duì)非最大值抑制（NMS）的依賴(lài)阻礙了端到端部署，影響了推理延遲。YOLOv10通過(guò)消除NMS并優(yōu)化模型架構(gòu)推進(jìn)了效率和性能的邊界。

在這些進(jìn)展的背景下，OpenSistemas在AI領(lǐng)域脫穎而出，特別是在訓(xùn)練、測(cè)試和部署如YOLOv10這樣的模型方面。憑借對(duì)前沿技術(shù)的深刻理解和專(zhuān)長(zhǎng)，OpenSistemas能夠充分利用YOLOv10的功能，提升目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)的精度和效率。這種合作象征著創(chuàng)新與實(shí)際應(yīng)用的融合，推動(dòng)了AI技術(shù)的可能性。

YOLOv10 的特別之處

YOLOv10的主要顯著進(jìn)步是消除了非最大值抑制（NMS）。NMS是許多目標(biāo)檢測(cè)模型中用于消除檢測(cè)到同一對(duì)象的冗余邊界框的后處理步驟。它通過(guò)保留得分最高的邊界框并移除其他重疊顯著的框來(lái)工作。盡管有效，但NMS增加了計(jì)算復(fù)雜性并增加了推理延遲，這會(huì)減慢實(shí)時(shí)應(yīng)用的速度。

YOLOv10通過(guò)采用一致的雙分配方法進(jìn)行無(wú)NMS訓(xùn)練，改變了模型處理重疊檢測(cè)的方式。通過(guò)將這一過(guò)程集成到模型的架構(gòu)和訓(xùn)練策略中，YOLOv10減少了后處理的需要，大大縮短了推理時(shí)間。這種延遲的減少對(duì)于速度和效率至關(guān)重要的實(shí)時(shí)應(yīng)用，如自動(dòng)駕駛、監(jiān)控和實(shí)時(shí)視頻分析至關(guān)重要。消除NMS不僅簡(jiǎn)化了部署過(guò)程，還通過(guò)提高模型的效率和響應(yīng)能力來(lái)提升其性能。

預(yù)訓(xùn)練模型

自從Ultralytics發(fā)布YOLOv5以來(lái)，我們已經(jīng)習(xí)慣了每次YOLO發(fā)布時(shí)提供各種模型尺寸：nano、small、medium、large和xlarge。YOLOv10也不例外，清華大學(xué)的研究人員也提供了一系列預(yù)訓(xùn)練模型，可以用于各種目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)。

所有這些模型在延遲和平均精度（AP）方面表現(xiàn)出優(yōu)于之前YOLO版本的性能，如下圖所示：

（圖：各YOLO模型在延遲（左）和參數(shù)數(shù)量（右）方面的性能比較）

你可以在下表中查看實(shí)際性能：

（表：可用的YOLOv10預(yù)訓(xùn)練模型，來(lái)源：Ultralytics網(wǎng)站）

使用

我們將嘗試使用原始的倉(cāng)庫(kù)：

git clone https://github.com/THU-MIG/yolov10
cd yolov10
pip install -e .

# Choose the size of your model I will use the XLarge version
wget https://github.com/THU-MIG/yolov10/releases/download/v1.1/yolov10n/s/m/b/l/x.pt

然后，使用方法類(lèi)似于YOLOv8：

Python

from ultralytics import YOLOv10 # Note the "v10" in the end
# Load a model
model = YOLOv10('yolov10x.pt') # load an official model
# Predict with the model
model.predict(0) # predict on your webcam

CLI

yolo predict model=yolov10x.pt source=0 # predict with official model on webcam

Ultralytics框架的預(yù)測(cè)源也可用：

（圖：可用于預(yù)測(cè)的源，來(lái)源：Ultralytics文檔）

結(jié)果

（圖：YOLOv10的目標(biāo)檢測(cè)示例。推理分辨率為384x640）

YOLOv8 vs YOLOv10: 推理延遲

比較YOLOv8和YOLOv10時(shí)，最顯著的改進(jìn)之一是推理延遲的減少。推理延遲，即模型處理圖像并進(jìn)行預(yù)測(cè)所需的時(shí)間，對(duì)于自動(dòng)駕駛、視頻監(jiān)控和交互式AI系統(tǒng)等實(shí)時(shí)應(yīng)用至關(guān)重要。

YOLOv8盡管高效且強(qiáng)大，但依賴(lài)于非最大值抑制（NMS）來(lái)過(guò)濾冗余邊界框。這個(gè)額外步驟雖然有效地提高了檢測(cè)準(zhǔn)確性，但增加了計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)并延長(zhǎng)了整體推理時(shí)間。

而YOLOv10通過(guò)一致的雙分配方法進(jìn)行無(wú)NMS訓(xùn)練，消除了對(duì)NMS的需求。通過(guò)將這一過(guò)程集成到模型架構(gòu)中，YOLOv10顯著減少了推理過(guò)程中所需的計(jì)算步驟。這使得處理時(shí)間更快，延遲更低，使YOLOv10更適合高速實(shí)時(shí)應(yīng)用。

在同一個(gè)視頻上，我使用NVIDIA GeForce RTX 4060 Laptop GPU, 7940MiB，得到的日志顯示差異非常大：

（圖：YOLOv10在384x640分辨率下的推理延遲）

（圖：YOLOv8在384x640分辨率下的推理延遲）

導(dǎo)出模型

如果你想了解導(dǎo)出模型的好處，可以查看這篇詳細(xì)介紹速度改進(jìn)的文章。類(lèi)似于其他任務(wù)，如檢測(cè)、分割和姿勢(shì)估計(jì)，你可以使用Ultralytics框架導(dǎo)出YOLOv10模型。此過(guò)程包括將模型轉(zhuǎn)換為ONNX、CoreML、TensorFlow Lite等格式，確保與各種平臺(tái)和設(shè)備的兼容性。

這種多功能性允許在不同環(huán)境中更廣泛的集成，從移動(dòng)應(yīng)用到邊緣設(shè)備。與前輩一樣，YOLOv10框架支持模型導(dǎo)出，便于在各種平臺(tái)上無(wú)縫部署。

Python

from ultralytics import YOLOv10
# Load a model
model = YOLOv10('yolov10x.pt') # load an official model
model = YOLOv10('path/to/best.pt') # load a custom trained model

# Export the model
model.export(format='onnx')

CLI

yolo export model=yolov10x.pt format=onnx # export official model
yolo export model=path/to/best.pt format=onnx # export custom trained model

結(jié)論

清華大學(xué)研究人員推出的YOLOv10，作為首個(gè)無(wú)NMS目標(biāo)檢測(cè)模型，代表了計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的重大進(jìn)步。與YOLOv8相比，YOLOv10顯著減少了推理延遲，使其更適合高速實(shí)時(shí)應(yīng)用，如自動(dòng)駕駛、視頻監(jiān)控和交互式AI系統(tǒng)。這種推理過(guò)程中計(jì)算步驟的減少突顯了YOLOv10的效率和響應(yīng)能力。

此外，YOLOv10采用了新的無(wú)NMS訓(xùn)練方法，對(duì)其各部分進(jìn)行了微調(diào)以提高性能，并在速度和準(zhǔn)確性之間達(dá)到了很好的平衡。這些升級(jí)使得模型的部署更容易，性能更強(qiáng)，速度更快，響應(yīng)更迅速。