Eine industrielle Roboterzelle, in der gefräste Halterungen, Beschläge und ein Sensorgehäuse über ein Förderband laufen

Einfache Bilder sind schnell gelabelt. Die schwierigen entscheiden über das Modell.

YPAI legt die Taxonomie, die Regeln für Grenzfälle und die Prüfmethode vor der Produktion fest, damit Verdeckung, dünne Kanten, winzige Teile und dichte Instanzen in jedem Bild gleich gelabelt werden.

Was die Richtlinie festlegen muss
  • Verdeckung wie viel vom Objekt sichtbar sein muss, damit es zählt
  • Dünne Kante wo die Kante liegt, wenn der Kontrast sie nicht zeigt
  • Winziges Objekt die Größe, unterhalb derer eine Instanz außerhalb des Umfangs liegt
  • Dichte Instanzen wann sich berührende Objekte ein Label sind oder mehrere

Die Form zu zeichnen ist die leichte Hälfte. Zu entscheiden, was zählt, ist die Arbeit.

Zwei Annotator:innen können dasselbe Objekt zeichnen und trotzdem uneins sein. Was sie trennt, ist nicht Können, sondern ob die Richtlinie die Frage bereits beantwortet hat:

Eine gezeichnete Form

  • Geometrie
  • ein Klassenname

Ein entschiedenes Label

  • was überhaupt als das Objekt gilt
  • wo die Grenze liegt, wenn der Kontrast versagt
  • wie viel Verdeckung noch ein Label rechtfertigt
  • ob eine angeschnittene Instanz behalten oder verworfen wird
  • wann sich berührende Objekte eine Instanz sind oder mehrere
  • die Größe, unterhalb derer eine Instanz außerhalb des Umfangs liegt
  • ob eine Abweichung ein Defekt oder innerhalb der Toleranz ist
  • welche Attribute mit der Instanz geführt werden
  • was eine Annotator:in tut, wenn das Bild mehrdeutig ist
  • wer schlichtet und was das Protokoll zeigt

YPAI klärt diese Fragen vor der Produktion in der Richtlinie, nicht nachträglich in der Prüfung.

Dasselbe gilt für die industrielle Bildverarbeitung: Eine Oberflächenmarkierung wird erst dann zu brauchbaren Trainingsdaten, wenn die Richtlinie Produkt, Station, Prozessschritt, Toleranz, Blickwinkel und Prüfverfahren benennt, die entscheiden, ob es überhaupt ein Defekt ist.

Die Taxonomie wird um die Entscheidung gebaut, die das System treffen muss.

Diese Entscheidung kann sein:

  • welches Objekt zu handhaben ist
  • auf welche Instanz reagiert werden soll
  • ob eine Baugruppe korrekt ist
  • ob eine Oberfläche einen Defekt aufweist
  • ob das System fortfahren, anhalten, erneut versuchen oder eskalieren soll

Die Ontologie, das Erfassungsprotokoll, die Annotation und der Abnahmeplan folgen aus dieser Entscheidung.

Beginnen Sie beim Engpass in den Daten.

YPAI kann eine definierte Stufe oder den gesamten Datenprozess übernehmen.

  1. Einstiegspunkt: Die Richtlinie schreiben

    Hier beginnen, wenn: Zwei Annotator:innen würden dasselbe Bild unterschiedlich beantworten.

    Typisches Ergebnis Eine schriftliche Richtlinie mit ausgearbeiteten Beispielen, einer eingefrorenen Klassenliste und den Regeln, die Uneinigkeit auflösen.

  2. Einstiegspunkt: Einen definierten Satz labeln

    Hier beginnen, wenn: Sie haben Bilder und ein vereinbartes Abnahmekriterium.

    Typisches Ergebnis Gelabelte Bilder mit Attributen pro Instanz, Prüfernachweisen, Übereinstimmungsergebnissen und Abnahmestatus.

  3. Einstiegspunkt: Bestehende Daten neu labeln

    Hier beginnen, wenn: Sie haben Labels, denen Sie nicht vertrauen oder die Sie nicht für Training und Evaluierung nutzen können.

    Typisches Ergebnis Ein neu gelabelter Satz nach der aktuellen Taxonomie, mit den gefundenen Uneinigkeiten und wie jede aufgelöst wurde.

  4. Einstiegspunkt: Den Annotationsbetrieb führen

    Hier beginnen, wenn: Die Arbeit muss gegen eine sich ändernde Taxonomie weiterlaufen.

    Typisches Ergebnis Ein gesteuerter Workflow für Labeling, Prüfung und Abnahme, verbunden mit Ihrer Umgebung für die Modellentwicklung.

Grenzfälle

Die Grenzfälle gehören zur Aufgabe.

Ein Modell, das mit sauberen Bildern trainiert wurde, trifft in der Produktion auf die anderen. Diese vier bestimmen die Richtlinie, und die Richtlinie bestimmt, ob zwei Annotator:innen übereinstimmen.

Ein Gabelstapler in einem Lagergang, Mast und Aufbau teilweise hinter einem folierten Palettenstapel verdeckt
Verdeckung Ein Gabelstapler hinter einem Palettenstapel. Wie viel vom Objekt sichtbar bleiben muss, bevor es keine Instanz mehr ist.
Klare Glasflaschen auf einer Produktionslinie, ihre Umrisse kaum vom Hintergrund zu unterscheiden
Dünne Kante Wo die Kante liegt, wenn der Kontrast sie nicht zeigt. Verpackung, Schatten und spiegelnde Oberflächen verschieben die Grenze, die ein Mensch zeichnen würde.
Ein weiter Verladehof, auf dem Fahrzeuge und Container im Bild klein sind
Winziges Objekt Unterhalb einer bestimmten Größe kostet eine Instanz mehr beim Labeln, als sie lehrt. Diese Schwelle ist eine Entscheidung, keine Vorliebe.
Eine Kiste voller ineinander verhakter Metallbeschläge, einzelne Teile überlappen und berühren sich
Dichte Instanzen Sich berührende und gestapelte Objekte. Ein Label oder mehrere, und ob die Gruppe selbst eine Klasse ist.

Jeder Fall wird vor der Produktion schriftlich geklärt, mit einem ausgearbeiteten Beispiel, damit die Antwort im ersten Bild dieselbe ist wie im vierzigtausendsten.

Jede Klasse sollte sagen, was sie ausschließt.

Die konkrete Taxonomie wird für Produkt, Station, Modellaufgabe und Abnahmekriterien des Kunden geschrieben.

Eine Annotationstaxonomie kann die folgenden Ebenen umfassen.

Repräsentative Taxonomie

Klassendefinition
  • was die Klasse ist
  • was sie ausschließt
  • benachbarte Klassen
  • ausgearbeitete Beispiele
  • bekannte Verwechslungen
Geometrie
  • Labeltyp pro Klasse
  • Box, Polygon, Maske oder Keypoints
  • minimale Instanzgröße
  • Budget für Eckpunkte
  • Präzisionstoleranz
Kantenregeln
  • wo die Kante liegt
  • Vorgehen, wenn der Kontrast versagt
  • Schatten und Reflexion
  • spiegelnde und transparente Oberflächen
  • Bewegungsunschärfe
Verdeckung und Anschnitt
  • Sichtbarkeitsschwelle
  • Regel für den Bildrand
  • Umgang mit Teilinstanzen
  • Verdecker erfasst
  • amodale oder sichtbare Ausdehnung
Instanztrennung
  • sich berührende Objekte
  • gestapelte Objekte
  • Gruppe oder Instanz
  • Instanzidentität über Bilder hinweg
  • Regeln für Teilen und Zusammenführen
Attribute
  • Attribute pro Instanz
  • zulässige Werte
  • wann ein Attribut erforderlich ist
  • null und unbekannt
  • Attributkonflikte
Defektkriterien
  • Produkt und Station
  • Prozessschritt
  • Toleranzband
  • Schweregrade
  • Abweichungen innerhalb der Toleranz
Mehrdeutigkeit und Eskalation
  • was die Annotator:in im Zweifel tut
  • Grund der Markierung
  • Eskalationsweg
  • wer schlichtet
  • wie sich die Entscheidung fortpflanzt
Prüfung und Abnahme
  • Stichprobenverfahren
  • Übereinstimmungsmaß
  • Prüfernachweis
  • Auslöser für Nacharbeit
  • Abnahmestatus

Die Taxonomie wird vor der Skalierung der Produktion eingefroren.

Eine Klassenliste ist keine Taxonomie. Die Regeln, die Uneinigkeit auflösen, sind es.

Ein kompakter Roboterarm auf einem niedrigen Holztisch in einem Wohnzimmer, über einem kleinen Block auf einem Tablett.
Ausgearbeitetes Beispiel

Die Taxonomie muss
den Kontakt mit einem
echten Bild überstehen.

Jede Ebene oben wird pro Instanz geführt. Eine Richtlinie, die sich gut liest, aber nicht auf dieses Bild angewendet werden kann, ist nicht fertig.

Ein Lieferroboter auf Rädern überquert nassen Gehweg neben einer Bordsteinkante in einer Wohnstraße.
Außen- und Straßenszenen
Ein Lagergang mit Regalen und einer Person in Warnweste, die sich von der Kamera entfernt.
Lager und Produktionslinien

Das Ausgabeformat ist
eine Modellentscheidung.

Jeder Labeltyp bewahrt etwas anderes und kostet etwas anderes. Die Modellaufgabe entscheidet, welcher der richtige ist, nicht die Vorliebe der Annotator:innen.

  1. Klassifikation
  2. Box
  3. Polygon
  4. Maske
  5. Keypoints
Klassifikation / eine Klasse pro Bild, keine PositionBox / Position und Ausdehnung, am schnellsten zu prüfenPolygon / eine unregelmäßige Grenze, geordnete EckpunkteMaske / ein Bereich pro Pixel, am teuersten zu korrigieren

Keypoints und Pose stehen außerhalb dieser Abfolge: Sie bewahren Gelenkstellung statt Ausdehnung, und sie werden gewählt, wenn das Modell auf das Objekt einwirken muss, nicht nur es finden.

Daten für die industrielle Bildverarbeitung sollten die Entscheidung an der Linie abbilden.

Ein Defektlabel ohne Prozesskontext reicht möglicherweise nicht aus, um das System zu trainieren oder zu evaluieren, das darauf reagieren muss. Dieselbe Oberflächenmarkierung ist an einer Station ein Defekt und an der nächsten innerhalb der Toleranz.

Draufsicht auf einen Lagerboden mit gestapelten Paletten, einer Person in Warnweste und einem autonomen mobilen Roboter, der eine beladene Palette transportiert.
Dasselbe Lagerbild bei starker Blendung.
Blendung
Dasselbe Lagerbild bei wenig Licht.
Schwaches Licht
Dasselbe Lagerbild mit Bewegungsunschärfe.
Bewegungsunschärfe
Dasselbe Lagerbild, teilweise verdeckt.
Verdeckung

Der gelieferte Labelsatz erfasst nicht nur Klasse und Geometrie, sondern auch die Aufnahmebedingungen, unter denen die Prüfentscheidung getroffen wurde, sodass sich eine Uneinigkeit auf das Bild zurückführen lässt statt auf die Annotator:in.

Reale Daten verankern das System.
Synthetische Daten erweitern die Abdeckung.

Seltene Klassen und seltene Bedingungen sind genau die, die eine reale Erfassung selten enthält. Synthetische Bilder kommen vorgelabelt an und durchlaufen dieselbe Richtlinie, Prüfung und Abnahme wie die realen.

Ein Raster aus zwölf dunklen Platten, jede mit derselben skulpturalen Form, fotografiert in einer anderen Ausrichtung. Reale Basis Synthetische Abdeckung
  1. Basis-Labelsatz
  2. Lücken bei Klassen und Bedingungen
  3. Generieren
  4. Plausibilität prüfen
  5. Gegen reale Bilder evaluieren
  6. Den Kreis schließen

Synthetische Bilder sind ein Werkzeug für die Abdeckung, kein Ersatz für die Abnahme an realen.

Ein einzelnes skulpturales Objekt auf einer dunklen Platte.
Abnahme auf Batch-Ebene

Die Qualität folgt dem vollständigen Labelsatz.

Der Qualitätsprozess beginnt mit der Richtlinie, nicht mit der Prüfung, und endet erst, wenn die Version des Labelsatzes abgenommen ist.

AbgenommenNacharbeitNeu gelabeltGeschlichtetAbgelehnt

Wo Genauigkeit oder Bestehensquote die geeignete Kennzahl ist, schlägt YPAI nach der Kalibrierung in der Regel einen Zielbereich von 95 % bis 99 % vor; die genaue Kennzahl, der Schwellenwert und die Prüfmethode werden in der Leistungsbeschreibung (SOW) festgelegt.

Wird mit der abgenommenen Version geliefert  /  Klassenliste & Taxonomie · Annotationsrichtlinie mit ausgearbeiteten Beispielen · Prüfer- und Schlichtungsnachweis · Übereinstimmungsbericht · Qualitätsbericht · Herkunfts- & Rechtenachweis · Labelsatz-Versionsnachweis · Prüfsummen

Geliefert in COCO, YOLO, Pascal VOC, KITTI, Parquet, JSONL oder einem kundenspezifischen Schema, oder darauf abgebildet. Die Formatunterstützung wird anhand der tatsächlichen Daten, des Loaders, der Toolchain und der Lieferanforderung geprüft.

Unterschiedliche Systeme erfordern unterschiedliche Datenprozesse.  Wir grenzen diese getrennt ab: Foundation Models für Roboter, Manipulations- und Humanoidsysteme, industrielle Inspektion, Sensor- und Geräteprogramme sowie die Wiederherstellung bestehender Daten.

Senden Sie die Bilder, die Klassen und die Abnahmekriterien.

Das System, die Aufgabe, die Datenquelle, die Sensoren, der Umfang, die Annotation und das Lieferformat. YPAI antwortet mit Machbarkeit, Methode, Schema, Qualitätssicherung und Abnahme, Lieferformat und den offenen Entscheidungen vor dem Start.

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