模型训练与部署

1. 环境设置

1.1 安装 YOLO 训练环境

参考官方 ultralytics 安装指南。通过 Docker 安装：

sudo docker pull ultralytics/ultralytics:latest-export

1.2 进入 Docker 容器（使用 GPU）

sudo docker run -it --ipc=host --runtime=nvidia --gpus all -v ./your/host/path:/ultralytics/output ultralytics/ultralytics:latest-export /bin/bash

1.3 验证 YOLO 环境

yolo detect predict model=yolov8n.pt source='https://ultralytics.com/images/bus.jpg' device=0

Downloading https://github.com/ultralytics/assets/releases/download/v8.3.0/yolov8n.pt to 'yolov8n.pt': 100% ━━━━━━━━━━━━ 6.2MB 1.6MB/s 4.0s
Ultralytics 8.3.213 🚀 Python-3.11.13 torch-2.8.0+cu128 CUDA:0 (NVIDIA A800 80GB PCIe, 81051MiB)
YOLOv8n summary (fused): 72 layers, 3,151,904 parameters, 0 gradients, 8.7 GFLOPs

Downloading https://ultralytics.com/images/bus.jpg to 'bus.jpg': 100% ━━━━━━━━━━━━ 134.2KB 1.2MB/s 0.1s
image 1/1 /ultralytics/bus.jpg: 640x480 4 persons, 1 bus, 1 stop sign, 64.5ms
Speed: 4.9ms preprocess, 64.5ms inference, 117.6ms postprocess per image at shape (1, 3, 640, 480)
Results saved to /ultralytics/runs/detect/predict
💡 Learn more at https://docs.ultralytics.com/modes/predict

1.4 安装 NE301 项目部署环境

要将模型部署到 NE301 设备，需要设置项目开发环境。请参考项目根目录中的开发环境设置文档进行环境设置。

目前，Camthink NeoEyes NE301 AI Camera 固件已全部开源，想了解更多可查看——NE 301开源地址。

2. 训练和导出模型

2.1 训练模型（可选）

# 基于 COCO 预训练模型
yolo detect train data=data.yaml model=yolov8n.pt epochs=100 imgsz=256 device=0

# 或从头开始训练
yolo detect train data=data.yaml model=yolov8n.yaml epochs=100 imgsz=256 device=0

2.2 导出为 TFLite 格式

yolo export model=yolov8n.pt format=tflite imgsz=256 int8=True data=data.yaml fraction=0.2

示例输出：

TensorFlow SavedModel: export success ✅ 35.3s, saved as 'yolov8n_saved_model' (40.1 MB)

TensorFlow Lite: starting export with tensorflow 2.19.0...
TensorFlow Lite: export success ✅ 0.0s, saved as 'yolov8n_saved_model/yolov8n_int8.tflite' (3.2 MB)

Export complete (35.4s)
Results saved to /ultralytics
Predict:         yolo predict task=detect model=yolov8n_saved_model/yolov8n_int8.tflite imgsz=256 int8 
Validate:        yolo val task=detect model=yolov8n_saved_model/yolov8n_int8.tflite imgsz=256 data=coco.yaml int8 
Visualize:       https://netron.app
💡 Learn more at https://docs.ultralytics.com/modes/export

3. 模型量化

3.1 下载量化工具和数据集

• 下载量化脚本和配置文件：

  • tflite_quant.py
  • user_config_quant.yaml

• 下载量化验证数据集：coco8

3.2 配置量化参数

修改配置文件 user_config_quant.yaml：

model:
    name: yolov8n_256
    uc: od_coco
    model_path: ./yolov8n_saved_model
    input_shape: [256, 256, 3]
quantization:
    fake: False
    quantization_type: per_channel
    quantization_input_type: uint8 # float
    quantization_output_type: int8 # float
    calib_dataset_path: ./coco8/images/val # 校准数据集，重要！可使用部分训练集
    export_path: ./quantized_models
pre_processing:
    rescaling: {scale : 255, offset : 0}

3.3 执行量化

# 安装依赖
pip install hydra-core munch

# 开始量化
python tflite_quant.py --config-name user_config_quant.yaml

示例输出：

WARNING: All log messages before absl::InitializeLog() is called are written to STDERR
W0000 00:00:1760435045.538259     834 tf_tfl_flatbuffer_helpers.cc:365] Ignored output_format.
W0000 00:00:1760435045.538286     834 tf_tfl_flatbuffer_helpers.cc:368] Ignored drop_control_dependency.
I0000 00:00:1760435045.567572     834 mlir_graph_optimization_pass.cc:425] MLIR V1 optimization pass is not enabled
100%|██████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 32/32 [00:05<00:00,  5.46it/s]
fully_quantize: 0, inference_type: 6, input_inference_type: UINT8, output_inference_type: INT8
Quantized model generated: yolov8n_256_quant_pc_ui_od_coco.tflite

3.4 评估量化模型（可选）

yolo val model=./quantized_models/yolov8n_256_quant_pc_ui_od_coco.tflite data=coco.yaml imgsz=256

4. 部署模型到 NE301 设备

4.1 准备模型文件

将量化后的模型文件复制到项目的 Model/weights/ 目录，并创建或修改相应的 JSON 配置文件（模型元数据）：

# 进入项目根目录
cd /path/to/ne301

# 复制模型文件
cp /your/path/quantized_models/yolov8n_256_quant_pc_ui_od_coco.tflite Model/weights/

# 创建相应的 JSON 配置文件
# 参考 Model/weights/ 目录中的示例文件

创建 JSON 配置文件

JSON 配置文件需要根据实际模型进行配置。关键配置项如下：

关键配置项：

1. input_spec: 输入规范

   • width/height: 模型输入尺寸（例如，256）
   • data_type: 输入数据类型（uint8 或 float32）
   • normalization: 归一化参数（uint8 通常使用 mean: [0,0,0]，std: [255,255,255]）

2. output_spec: 输出规范

   • height/width: 输出尺寸（检查实际模型输出，YOLOv8 通常使用 height: 84，width: 1344）
   • data_type: 输出数据类型（int8 或 float32）
   • scale/zero_point: 量化参数（必须与模型量化参数匹配）

3. postprocess_type: 后处理类型

   • pp_od_yolo_v8_uf: uint8 输入，float32 输出
   • pp_od_yolo_v8_ui: uint8 输入，int8 输出（推荐）

4. postprocess_params: 后处理参数

   • num_classes: 类别数量（COCO=80）
   • class_names: 类别名称列表（必须与训练顺序匹配）
   • confidence_threshold: 置信度阈值（0.0-1.0）
   • iou_threshold: NMS 的 IoU 阈值（0.0-1.0）
   • max_detections: 最大检测框数量
   • total_boxes: 总框数（YOLOv8 256x256 通常使用 1344）
   • raw_output_scale/zero_point: 必须与 output_spec 中的量化参数匹配

参考示例： 参考 Model/weights/ 目录中现有的 JSON 文件作为模板。使用工具（如 Netron）查看模型输出尺寸。

4.2 使用 Makefile 构建和部署

项目提供了 Makefile 来简化构建和部署过程：

步骤 1：配置模型

修改 Model/Makefile 中的模型配置：

MODEL_NAME = yolov8n_256_quant_pc_ui_od_coco
MODEL_TFLITE = $(WEIGHTS_DIR)/$(MODEL_NAME).tflite
MODEL_JSON = $(WEIGHTS_DIR)/$(MODEL_NAME).json

步骤 2：构建模型

# 在项目根目录
make pkg-model

# 构建结果在 build/ne301_Model_xxx_pkg.bin

步骤 3：将模型导入设备

方法1：直接烧录到设备

# 在项目根目录
make flash-model

方法2：Web UI（推荐）

通过这种方式更新模型可快速预览模型效果。

如果你对Web功能配置还不了解，可以查阅NE301快速开始

模型部署入口

模型上传区域

设备开启WiFi AP后，访问WebUI，可通过首页功能调试（Feature Debugging）点击 upload 进行模型升级和替换

模型替换操作演示

或者也可以通过系统设置（System Setting）-固件升级（Firmware Upgrate） 上传刚才构建好的模型，等待加载即可

固件升级上传页面