简介面向红外场景下的目标检测任务这份资料提供了基于YOLOv8的车辆与行人检测完整方案适合具备一定PyTorch基础的计算机视觉学习者与算法工程师。压缩包内共2000个文件其中近两千个txt为数据集的标注标签辅以xml格式备份、yaml配置文件、md说明文档与pdf图表文档整体大小约317.64MB。内容包含在几千张红外图像上训练好的检测权重训练输入尺寸640×640mAP可达90%以上并附带PR曲线、loss曲线等训练过程可视化结果。数据集覆盖car和person两类目标标签同时提供txt与xml两种格式便于不同检测框架直接使用。已有657人学习下载适合需要快速上手红外车辆行人检测或扩充训练数据的开发者参考。1. 红外场景下的YOLOv8车辆行人检测从数据到权重的完整实践做视觉检测这几年可见光场景下的目标检测方案已经相当成熟但当摄像头从白天转到黑夜、从晴天转到雨雾天或者部署在边防、安防、辅助驾驶这些对全天候能力要求极高的场景时常规的RGB方案会迅速失效。红外热成像不一样它靠温度分布成像不受光照条件限制能稳定捕获车辆发动机舱、轮胎以及人体轮廓的热特征。这就是为什么“YOLOv8红外场景车辆和行人检测”这套组合最近在安防监控、无人驾驶、工业巡检甚至毕业设计里出现的频率越来越高。这篇文章打算把我实际操作这套方案时的完整思路梳理出来包括红外数据集的来源与标注方法、YOLOv8训练自定义红外数据集的全流程、权重文件的选择逻辑以及红外场景特有的调优技巧。不管你是准备拿它做毕业设计还是正在推进一个真实的落地项目这篇内容都能给你一套可以照着复现的操作路径。1.1 为什么红外场景不能直接套用可见光模型很多人一开始会想直接用预训练好的YOLOv8模型推理红外视频效果不行再微调。这个思路方向没错但在红外场景下直接套用COCO预训练权重通常效果会打很大折扣。原因有三个层面。第一成像通道完全不同。常规模型输入是三通道RGB红外图像本质上是单通道热辐射图即使复制成三通道喂给网络像素分布、纹理信息都和自然图像差距巨大尤其是行人在红外图里只剩一个高亮轮廓纹理细节极少模型前期卷积层提取的特征完全不匹配。第二温度交叠问题。车辆冷启动时引擎盖温度和人体表面温度可能非常接近同一灰度区间里会出现大量非同类目标背景中发热的建筑物、路灯、空调外机也会产生大量高温区块构成天然干扰。第三目标尺度分布不同。红外设备安装在杆塔、车顶等位置时车辆行人目标普遍存在近大远小、密集排列的特点小目标占比远高于常规数据集。所以做红外场景下的检测核心思路是“数据驱动适度迁移”而不是直接拿着通用权重去硬推。1.2 红外数据集选型用公开的还是自己造训练红外检测模型第一步是搞定数据。选项无非三类公开红外数据集、合成红外数据、自建采集数据。公开数据集方面现在能用到的主要有KAIST多光谱数据集、FLIR ADAS热成像数据集以及国内一些科研机构发布的红外车辆行人数据集。KAIST包含可见光和红外双模态对齐图像标签涵盖person、cyclist、car等类别是学术界的标准评测集FLIR ADAS则来自车载热成像相机场景更贴近真实驾驶环境类别包括person、car、bicycle等。这两者质量都还可以但问题在于场景单一基本以城市道路为主缺少园区、厂区、乡村公路这类长尾场景。如果要做自定义场景建议用标定过的热成像设备自采数据。成本可控的方案是用手机外接热成像模组如FLIR One系列或者用低成本的红外监控机芯。采集时注意覆盖不同时间段——凌晨、中午、傍晚的温度特征差别非常大不同季节的数据也要混入否则模型容易在特定温度条件下过拟合。我自己做项目时经常采用“公开数据打底自采数据补充”的组合策略先用FLIR和KAIST训练一版基线模型再采集目标场景数据对模型做微调这样既保证数据量又能让模型适配真实部署环境。1.3 红外数据集标注的几个关键细节标注红外图比标注可见光图要更细心因为目标轮廓比较模糊一不小心就标歪了。标注工具上直接使用LabelImg或者开源的X-AnyLabeling都可以。X-AnyLabeling集成了自动标注模型先用YOLOv8预处理模型自动打框再人工修正效率能比纯手动快两三倍。但要注意自动标注漏检的目标必须逐一找回这些漏检样本往往是红外场景下的难例价值很高。标签类别这一块建议统一为person和vehicle。如果你用的是KAIST或FLIR原始标签需要做类别映射把cyclist和car一并归入vehicleperson保持独立。最好不要设置太多类别车辆行人检测任务的核心目标就是人和车类别太细会分散训练样本导致小目标检不准。标注框的紧致性也需要注意。红外图像目标边界是渐变的但标注框要贴近目标的实际轮廓边缘不要包含过多背景热源。一个常见毛病是把人体周围的发热区域一起框进去这样会干扰定位精度。标注完一定要做数据清洗。用可视化脚本把标注框画出来逐张检查剔除重复帧、错标框和模糊不可辨认的样本。这一步看着费时间但能直接决定训练质量的底线。2. YOLOv8训练红外数据集的完整实操链路2.1 环境配置与硬件需求评估环境配置不算复杂但有几个版本坑值得提前说。建议使用Python 3.8-3.10PyTorch 2.0以上版本CUDA对应11.8或12.1版本ultralytics包建议使用8.1.x以上版本命令很简单pip install ultralytics硬件方面有不少人担心自己的GTX 1660 Ti能不能跑YOLOv8。答案是能跑但训练速度确实慢。以常见的YOLOv8n为例输入分辨率640x640、batch size设为81660 Ti单卡训完一个5000张图的epoch大概需要20到30分钟训练50个epoch大概要一整天。如果想训yolov8s或者更大的模型建议用显存8GB以上的显卡否则batch size上不去收敛效果也会受影响。云GPU是不错的替代方案AutoDL等平台按小时计费可以租一张RTX 3090或4090完成训练再导出权重。没有GPU的情况下只做纯推理也可以。YOLOv8官方提供CPU推理支持一张640分辨率的红外图在普通桌面CPU上推理大约需要几百毫秒到1秒多实时性不达标但做离线检测和算法验证完全够用。2.2 数据集结构与配置文件编写准备好数据后需要按照YOLO格式组织目录。标准结构如下datasets/ir_dataset/ ├── images/ │ ├── train/ │ └── val/ └── labels/ ├── train/ └── val/每个标注文件是对应图像的同名txt文件每一行的格式是类别ID 中心点x 中心点y 宽度 高度坐标全部归一化到0-1之间。类别定义文件data.yaml长这样train: datasets/ir_dataset/images/train val: datasets/ir_dataset/images/val nc: 2 names: [person, vehicle]我一般会把训练集、验证集按8:2或9:1划分。划分时注意不要随机打乱了事建议按视频序列划分确保同一段视频的连续帧不同时出现在训练集和验证集里否则验证集loss会失真看起来效果极好但换场景就崩。这一点在自采数据里尤其重要。2.3 训练命令与关键超参数设置训练命令本身很直接yolo detect train datadata.yaml modelyolov8n.pt epochs100 imgsz640 batch8 device0关键是几个超参数的选择。红外场景下batch size如果显存不够可以适度调小配合梯度累积功能保证等效batch size足够。初始学习率lr0默认0.01对大多数情况适用如果发现loss震荡明显可以降到0.005。训练轮数要看数据规模。几千张图时100个epoch基本足够数据量少到几百张图时训练时间可以缩短但更建议用增强手段去扩充有效样本具体方法下一节细说。训练中要同时在后台记录指标yolo detect train datadata.yaml modelyolov8n.pt epochs100 imgsz640 batch8 device0 projectir_results nameexp1跑完以后到ir_results/exp1目录里查看results.png纵轴包含train/loss、val/loss、mAP50、mAP50-95等曲线。理想情况下val loss下降后逐步平稳mAP曲线趋于收敛。如果val loss在后期上升而train loss继续下降说明过拟合了需要增加数据增强或者提前停止训练。2.4 权重文件选择从预训练权重到微调权重权重文件是这套方案里大家问得最多的一块。很多人下载了一堆网上流传的“红外权重”拿来直接用效果却不稳定。原因很简单对方的数据分布和你的部署场景大概率不一致。正确做法是把权重分成三类来对待。第一类是官方预训练权重yolov8n.pt、yolov8s.pt等在COCO上训练包含丰富的通用特征但直接用于红外效果一般。第二类是在公开红外数据集上微调过的权重如果你能找到和场景接近的可以用作二次微调的起点加快收敛。第三类是你自己训练出来的权重这才是真正适配任务的最终产物。我自己训练时的做法是用官方yolov8n.pt作为初始权重在自建红外数据集上从头微调50到80个epoch然后保存best.pt。后续如果有了新的场景数据再加载best.pt继续训练。这种“先公开后自研”的两阶段迁移策略收敛快精度也有保证。3. 红外场景下提高检测精度的四个调优方向3.1 数据增强针对红外图像的专门处理YOLOv8内置不少通用增强手段如随机翻转、缩放、颜色抖动等。但红外图像有自己的特点需要额外增加两类增强。一类是灰度扰动增强。红外图像的温度映射范围在不同设备、不同时段差异很大训练时可以对图像做随机对比度、亮度调整模拟不同温宽下的成像差异。Ultralytics里可以让hsv_h、hsv_s保持较低值把hsv_v调高一点但更好的方式是在预处理阶段做自适应直方图均衡化CLAHE增强目标与背景的温度对比度。另一类是模拟噪声增强。红外成像传感器会有固定图案噪声和随机噪声训练时叠加高斯噪声和椒盐噪声能提升模型在真实低质量红外设备上的鲁棒性。Ultralytics的配置文件中可以开启noise相关参数或者自己写一个简单预处理函数来处理。3.2 输入分辨率与小目标检测的取舍红外场景里有一个绕不开的矛盾小目标太多但显存有限。640x640分辨率下远处行人可能只有十几个像素检测器非常容易漏检。常规做法是直接上1280分辨率训练但显存占用会翻四倍。如果你显存不够可以试试切图推理SAHI。思路很简单把大图切成多个小图分别推理再合并检测结果。出门限设置得当的情况下小目标召回率能提升20%以上。还有一个思路是给YOLOv8加小目标检测头P2层。YOLOv8原本提供P3/P4/P5三个检测头P2层特征图分辨率更高对小目标更友好。Ultralytics官方目前没有直接开放的P2头但社区有实现方案可以通过修改yaml结构添加额外检测层。效果提升明显但推理速度会下降部署到边缘端设备时要慎重权衡。3.3 用损失函数曲线指导训练优化训练过程中不要只看最终的mAP值损失曲线里藏着大量信息。如果box_loss持续下降但cls_loss停滞说明模型定位能力在提升但类别区分遇到了困难。红外场景下这很常见尤其是骑车行人和行人的热特征差异不大。可以先检查标注质量确认没有类别标错再考虑为分类损失加大权重。如果训练开始时loss从很大值剧烈抖动说明学习率偏高或者类别样本不均衡。红外数据集里vehicle数量往往远多于person建议用类别权重采样让每个batch里person和vehicle的数量尽量均衡。Ultralytics的配置支持按类别设置权重值得花点时间配置。训练完成后导出验证集的可视化结果图逐一查看预测框和置信度。这个习惯能帮你发现很多指标看不到的问题比如夜间行人漏检、车辆紧密排列时的重叠框、冷车启动时车辆漏检等。3.4 模型导出与边缘设备部署训练完的best.pt还不能直接部署到边缘设备。以RK3588、Jetson Orin Nano这类设备为目标平台时通常需要把模型导出为ONNX格式再转换为对应平台的推理引擎格式。yolo export modelbest.pt formatonnx opset12 simplifyTrue导出Onnx后在RK3588上一般用RKNN-Toolkit2做量化转换在Jetson上则用TensorRT做FP16优化。量化时要注意红外图像直方图和自然图像差异较大建议用一批真实红外验证集作为校准数据不要用默认的随机校准数据否则量化精度损失会比较严重。部署阶段如果目标帧率是30FPS以上边缘设备推荐使用YOLOv8s以下规格如果只需要5-10FPS用YOLOv8m也可以跑得动但需要关闭预处理里的一些重计算比如图像缩放用固定尺寸避免动态shape导致的延迟。4. 常见问题与排查技巧实录4.1 训练loss不下降或爆炸遇到这类情况先检查数据文件路径是否正确。最常见的问题就是训练集和验证集路径配错或者标注文件与图像数不一致。可以用脚本统计一下每张图的标注框数量如果发现大量图片的标注文件缺失说明预处理环节有bug。再检查模型结构是否与预训练权重匹配。如果你改了类别数或网络结构但加载的还是官方权重就会在加载时报错或静默忽略部分层。建议直接新建模型从头训练或使用yolo detect train配合pretrainedFalse参数。4.2 红外图里人车同时出现却漏检其一这个问题的根源通常是目标尺度差异过大。车辆在图像底部大面积出现行人只有几十个像素模型会倾向于检出更容易的目标。解决思路是使用Mosaic增强时确保小目标不被裁掉或使用前面的切图推理方案。如果目标场景相对固定也可以考虑针对性采集一部分无人机或远距离视角数据扩充小目标样本。4.3 训练结果mAP很高但实测场景效果差这是训练与部署分布不一致导致的俗称过拟合到训练分布。排查时先看训练集和实测图像的拍摄设备、安装角度、温度范围是否一致。红外图像对温度响应非常敏感一台设备训练出来的模型换一台设备可能效果骤降这就是设备领域偏移。解决方法是收集实测场景数据注入训练集而不是盲目增加模型复杂度。如果无法获取实测数据至少要做基础的归一化预处理把输入图像直方图匹配到训练集的统计分布上可以挽回部分精度损失。4.4 小目标检测增强的代价给YOLOv8加P2小目标检测头后推理耗时大约增加20%到30%。在NVIDIA Jetson Orin Nano这类设备上如果用FP16推理640分辨率下的实时帧率会从30帧降到20帧左右。所以做增强之前先明确需求是“尽量准”还是“实时准”。如果需求是实时的我更推荐在数据层面下功夫通过提高数据集中小目标占比、使用随机裁剪和拼接增强等方式让模型在不增加计算量的前提下学会识别小目标。4.5 红外夜间场景的置信度阈值设置很多人在部署时发现白天模型输出置信度都很高到了夜间置信度整体下降然后误认为模型失效了。其实这是红外场景的正常现象。夜间背景温度低目标和背景对比度比白天更清晰但部分远距离行人因为像素少置信度天然偏低。实际操作中建议不要固定使用0.25的默认置信度阈值而是根据夜间场景重新统计验证集上的置信度分布选择一个宁可误报也不漏检的阈值比如0.15或0.18然后在后处理阶段用跟踪算法来消除误报。这个方案比单纯提高阈值要稳得多。5. 实操心得与后续扩展方向说完这些分享几个我实际体会最深的地方对新人来说比模型结构里的各种参数更实在。第一个红外数据比模型结构重要得多。YOLOv8只是一个非常成熟的基础检测框架真正决定精度的永远是数据质量。花在清洗数据、修正标注上的时间回报率远大于花在改网络结构上的时间。很多人一上来就研究怎么给YOLOv8加注意力机制、改进Neck结构自己的数据却一塌糊涂这其实是本末倒置的。第二个权重文件管理要有版本意识。一个项目做下来可能会产生yolov8n_init.pt、yolov8n_kaist.pt、yolov8n_flir.pt、yolov8n_custom.pt等多个权重文件每版建议备份的同时记录下训练数据来源和超参数配置否则三个月后回看根本不知道某个权重是用什么数据训练的。第三个有条件的话做一下红外与可见光的融合检测。现在不少设备输出双光谱图像用DMSD这类双模态数据集做训练同时利用可见光的纹理信息和红外的温度信息互补价值非常高。YOLOv8本身支持多通道输入只要把红外和可见光图做通道拼接或在网络中加一个模态融合层就能实现早期融合检测。这条路走通以后检测精度和鲁棒性都会上一个台阶。另外如果你的目标是做毕业设计可以围绕这套方案再扩展一个可视化交互界面做一个红外车辆行人统计系统或者加入目标跟踪功能用ByteTrack或DeepSORT接在YOLOv8后面展示车辆的实时轨迹。这些方向都有大量的开源工程可以参考也能让整个项目看起来更完整。最后再说一个部署相关的提醒。很多人训练完权重后急着量化导出结果效果明显变差。建议在原始PyTorch模型上验证精度达到预期后再进行导出量化每做一步转换都跑一遍验证集对比mAP损失。通常FP32转FP16损失不大但转INT8后mAP会下降1到3个百分点有的场景会更多。如果INT8损失过大可以考虑混合量化把检测头的层保留FP16主干网络量化成INT8这样能在精度和速度之间取得更好的平衡。本文还有配套的精品资源点击获取