MMPose-RTMO推理详解及部署实现（下）

本文主要是介绍MMPose-RTMO推理详解及部署实现（下），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言

在 MMPose-RTMO推理详解及部署实现（上） 文章中我们有提到如何导出 RTMO 的 ONNX 模型，这篇文章就来看看如何在 tensorRT 上推理得到结果

Note：开始之前大家务必参考 MMPose-RTMO推理详解及部署实现（上） 将对应的环境配置好，并将 RTMO 的 ONNX 导出来，这里博主就不再介绍了

参考：https://github.com/shouxieai/tensorRT_Pro

实现：https://github.com/Melody-Zhou/tensorRT_Pro-YOLOv8

RTMO效果

RTMO网络结构

一、RTMO推理(Python)

1. RTMO预测

我们先尝试利用官方预训练权重来推理一张图片并保存，看能否成功

将下载好的预训练权重放在 mmpose 项目下，准备开始推理，执行如下指令即可进行推理：

python demo/inferencer_demo.py ./tests/data/coco/000000197388.jpg --pose2d ./configs/body_2d_keypoint/rtmo/body7/rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.py --pose2d-weights ./rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640-dac2bf74_20231211.pth --vis-out-dir vis_results

Note：--pose2d 指定的配置文件一定要与 --pose2d-weights 相对应

输出如下：

可以看到推理成功了，结果保存在 vis_results/000000197388.jpg，如下图所示：

2. RTMO预处理

模型推理成功后我们就要来梳理下 RTMO 的预处理和后处理，方便后续在 C++ 上实现，我们先来看预处理的实现。

我们来调试 demo/inferencer_demo.py 文件：

博主这里采用的是 vscode 进行代码的调试，其中的 launch.json 文件内容如下：

{// 使用 IntelliSense 了解相关属性。 // 悬停以查看现有属性的描述。// 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387"version": "0.2.0","configurations": [{"name": "Python: 当前文件","type": "debugpy","request": "launch","program": "${file}","cwd": "${workspaceFolder}","console": "integratedTerminal","args": ["./tests/data/coco/000000000785.jpg","--pose2d", "./configs/body_2d_keypoint/rtmo/body7/rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.py","--pose2d-weights", "./rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640-dac2bf74_20231211.pth","--vis-out-dir", "vis_results",// "--show"],"justMyCode": true,}]
}

可以看到我们通过 MMPoseInferencer 创建了一个推理类，并调用了它的 __call__ 方法，但是我们打断点会发现根本跳不进去

博主这里参考了 mmpose 的官方文档，重新写了一个简单的推理代码可以调试，具体可参考：https://mmpose.readthedocs.io/en/latest/user_guides/inference.html

from mmpose.apis import MMPoseInferencerimg_path = 'tests/data/coco/000000000785.jpg'   # replace this with your own image path# instantiate the inferencer using the model alias
pose2d = "./configs/body_2d_keypoint/rtmo/body7/rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.py"
pose2d_weights = "./rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640-dac2bf74_20231211.pth"
inferencer = MMPoseInferencer(pose2d, pose2d_weights)# The MMPoseInferencer API employs a lazy inference approach,
# creating a prediction generator when given input
result_generator = inferencer(img_path, show=False)
result = next(result_generator)

调试效果图如下：

可以看到它确实是调用了 MMPoseInferencer 的 __call__ 方法，我们往下走

可以看到接着调用了 self.preprocess 进行预处理，继续往下走：

可以看到它其实调用的是父类 BaseMMPoseInferencer 的 preprocess 函数，接着往下走：

可以看到它其实调用的是 Pose2DInferencer 类中的 preprocess_single 函数，本质上就是一个套娃，接着往下走

可以看到在 LoadImage 函数中调用的其实是父类的 transform 函数，接着往下走

我们分析可以得知这个部分其实就真正做了一部分的预处理，代码如下：

def transform(self, results: Dict) -> Optional[dict]:"""The transform function of :class:`BottomupResize` to performphotometric distortion on images.See ``transform()`` method of :class:`BaseTransform` for details.Args:results (dict): Result dict from the data pipeline.Returns:dict: Result dict with images distorted."""img = results['img']img_h, img_w = results['ori_shape']w, h = self.input_sizeinput_sizes = [(w, h)]if self.aug_scales:input_sizes += [(int(w * s), int(h * s)) for s in self.aug_scales]imgs = []for i, (_w, _h) in enumerate(input_sizes):actual_input_size, padded_input_size = self._get_input_size(img_size=(img_w, img_h), input_size=(_w, _h))if self.use_udp:center = np.array([(img_w - 1.0) / 2, (img_h - 1.0) / 2],dtype=np.float32)scale = np.array([img_w, img_h], dtype=np.float32)warp_mat = get_udp_warp_matrix(center=center,scale=scale,rot=0,output_size=actual_input_size)else:center = np.array([img_w / 2, img_h / 2], dtype=np.float32)scale = np.array([img_w * padded_input_size[0] / actual_input_size[0],img_h * padded_input_size[1] / actual_input_size[1]],dtype=np.float32)warp_mat = get_warp_matrix(center=center,scale=scale,rot=0,output_size=padded_input_size)_img = cv2.warpAffine(img,warp_mat,padded_input_size,flags=cv2.INTER_LINEAR,borderValue=self.pad_val)imgs.append(_img)# Store the transform information w.r.t. the main input sizeif i == 0:results['img_shape'] = padded_input_size[::-1]results['input_center'] = centerresults['input_scale'] = scaleresults['input_size'] = padded_input_sizeif self.aug_scales:results['img'] = imgsresults['aug_scales'] = self.aug_scaleselse:results['img'] = imgs[0]results['aug_scale'] = Nonereturn results

我们调试分析（省略…😄）可知这个部分其实就是做了一个 warpAffine，将图像缩放到 640x640x3

OK，我们接着往下走

可以看到在做完 warpAffine 之后又调用了 PackPoseInputs 类中的 transform 函数，它其实就是调用了 image_to_tensor 函数，如下所示：

def image_to_tensor(img: Union[np.ndarray,Sequence[np.ndarray]]) -> torch.torch.Tensor:"""Translate image or sequence of images to tensor. Multiple image tensorswill be stacked.Args:value (np.ndarray | Sequence[np.ndarray]): The original image orimage sequenceReturns:torch.Tensor: The output tensor."""if isinstance(img, np.ndarray):if len(img.shape) < 3:img = np.expand_dims(img, -1)img = np.ascontiguousarray(img)tensor = torch.from_numpy(img).permute(2, 0, 1).contiguous()else:assert is_seq_of(img, np.ndarray)tensor = torch.stack([image_to_tensor(_img) for _img in img])return tensor

经过我们分析可以得知，这部分主要实现的是 h,w,c→c,h,w 以及 to_tensor 的操作，这里我们得到的是一个 3x640x640 的 tensor，我们接着调：

经过调试分析（省略…😄）可以知道 preprocess 这个函数做的内容就这么多了，其余的预处理操作是在 forward 函数中调用的

在 Pose2DInferencer 类的 forward 中调用了 test_step 函数来做另外的预处理：

它实际上是执行了父类的 ImgDataPreprocessor 的 forward 过程，只不过这个过程被封装在底层了，我们无法进行调试，代码如下：

def forward(self, data: dict, training: bool = False) -> Union[dict, list]:"""Performs normalization, padding and bgr2rgb conversion based on``BaseDataPreprocessor``.Args:data (dict): Data sampled from dataset. If the collatefunction of DataLoader is :obj:`pseudo_collate`, data will be alist of dict. If collate function is :obj:`default_collate`,data will be a tuple with batch input tensor and list of datasamples.training (bool): Whether to enable training time augmentation. Ifsubclasses override this method, they can perform differentpreprocessing strategies for training and testing based on thevalue of ``training``.Returns:dict or list: Data in the same format as the model input."""data = self.cast_data(data)  # type: ignore_batch_inputs = data['inputs']# Process data with `pseudo_collate`.if is_seq_of(_batch_inputs, torch.Tensor):batch_inputs = []for _batch_input in _batch_inputs:# channel transformif self._channel_conversion:_batch_input = _batch_input[[2, 1, 0], ...]# Convert to float after channel conversion to ensure# efficiency_batch_input = _batch_input.float()# Normalization.if self._enable_normalize:if self.mean.shape[0] == 3:assert _batch_input.dim() == 3 and _batch_input.shape[0] == 3, ('If the mean has 3 values, the input tensor ''should in shape of (3, H, W), but got the tensor 'f'with shape {_batch_input.shape}')_batch_input = (_batch_input - self.mean) / self.stdbatch_inputs.append(_batch_input)# Pad and stack Tensor.batch_inputs = stack_batch(batch_inputs, self.pad_size_divisor,self.pad_value)# Process data with `default_collate`.elif isinstance(_batch_inputs, torch.Tensor):assert _batch_inputs.dim() == 4, ('The input of `ImgDataPreprocessor` should be a NCHW tensor ''or a list of tensor, but got a tensor with shape: 'f'{_batch_inputs.shape}')if self._channel_conversion:_batch_inputs = _batch_inputs[:, [2, 1, 0], ...]# Convert to float after channel conversion to ensure# efficiency_batch_inputs = _batch_inputs.float()if self._enable_normalize:_batch_inputs = (_batch_inputs - self.mean) / self.stdh, w = _batch_inputs.shape[2:]target_h = math.ceil(h / self.pad_size_divisor) * self.pad_size_divisortarget_w = math.ceil(w / self.pad_size_divisor) * self.pad_size_divisorpad_h = target_h - hpad_w = target_w - wbatch_inputs = F.pad(_batch_inputs, (0, pad_w, 0, pad_h),'constant', self.pad_value)else:raise TypeError('Output of `cast_data` should be a dict of ''list/tuple with inputs and data_samples, 'f'but got {type(data)}: {data}')data['inputs'] = batch_inputsdata.setdefault('data_samples', None)return data

这里有两个分支，很明显我们调用的是第一个分支的内容（猜的…😄），那它做了哪些内容呢？主要有：

• _batch_input = _batch_input[[2, 1, 0], ...]：bgr→rgb
• _batch_input = _batch_input.float()：uint8→float
• batch_inputs = stack_batch(batch_inputs, self.pad_size_divisor, self.pad_value)：添加 batch 维度

在执行完成后最终返回的输入如下图所示：

可以看到它的 shape 是 1x3x640x640，类型是 float32

我们接着往下调试会发现它开始进入网络中进行 forward 推理了，因此以上就是 RTMO 的整个预处理过程

我们总结下 RTMO 的预处理主要做了哪些事情：

• 1. warpAffine
• 2. bgr→rgb
• 3. c,h,w→h,w,c
• 4. h,w,c→b,c,h,w

那和我们常见的预处理方式略有不同，它没有 /255.0 这个操作，其他倒是相同，大家如果对 YOLOv5 的预处理熟悉的话，会发现 RTMO 的预处理和 YOLOv5 的预处理基本上一模一样，因此我们不难写出对应的预处理代码，如下所示：

def preprocess_warpAffine(image, dst_width=640, dst_height=640):scale = min((dst_width / image.shape[1], dst_height / image.shape[0]))ox = (dst_width  - scale * image.shape[1]) / 2oy = (dst_height - scale * image.shape[0]) / 2M = np.array([[scale, 0, ox],[0, scale, oy]], dtype=np.float32)img_pre = cv2.warpAffine(image, M, (dst_width, dst_height), flags=cv2.INTER_LINEAR,borderMode=cv2.BORDER_CONSTANT, borderValue=(114, 114, 114))IM = cv2.invertAffineTransform(M)# cv2.imwrite("img_pre.jpg", img_pre)img_pre = (img_pre[...,::-1]).astype(np.float32)img_pre = img_pre.transpose(2, 0, 1)[None]img_pre = torch.from_numpy(img_pre)return img_pre, IM

warpAffine 非常适合在 CUDA 上加速，关于 warpAffine 仿射变换的细节大家可以参考 YOLOv5推理详解及预处理高性能实现，这边不再赘述。

3. RTMO后处理

我们再来看看后处理的实现

后处理部分比较繁琐我们就不再 mmpose 中调试分析了，我们在上篇 [MMPose-RTMO推理详解及部署实现（上）] 文章导出 ONNX 时有提到 mmdeploy 在部署时会重写 head 部分，我们一起来看下：

# ========== rtmo_head.py ==========# mmdeploy/codebase/mmpose/models/heads/rtmo_head.py@FUNCTION_REWRITER.register_rewriter(func_name='mmpose.models.heads.hybrid_heads.''rtmo_head.RTMOHead.forward')
def predict(self,x: Tuple[Tensor],batch_data_samples: List = [],test_cfg: Optional[dict] = None):"""Get predictions and transform to bbox and keypoints results.Args:x (Tuple[Tensor]): The input tensor from upstream network.batch_data_samples: Batch image meta info. Defaults to None.test_cfg: The runtime config for testing process.Returns:Tuple[Tensor]: Predict bbox and keypoint results.- dets (Tensor): Predict bboxes and scores, which is a 3D Tensor,has shape (batch_size, num_instances, 5), the last dimension 5arrange as (x1, y1, x2, y2, score).- pred_kpts (Tensor): Predict keypoints and scores, which is a 4DTensor, has shape (batch_size, num_instances, num_keypoints, 5),the last dimension 3 arrange as (x, y, score)."""# deploy contextctx = FUNCTION_REWRITER.get_context()backend = get_backend(ctx.cfg)deploy_cfg = ctx.cfgcfg = self.test_cfg if test_cfg is None else test_cfg# get predictionscls_scores, bbox_preds, _, kpt_vis, pose_vecs = self.head_module(x)[:5]assert len(cls_scores) == len(bbox_preds)num_imgs = cls_scores[0].shape[0]# flatten and concat predictionsscores = self._flatten_predictions(cls_scores).sigmoid()flatten_bbox_preds = self._flatten_predictions(bbox_preds)flatten_pose_vecs = self._flatten_predictions(pose_vecs)flatten_kpt_vis = self._flatten_predictions(kpt_vis).sigmoid()bboxes = self.decode_bbox(flatten_bbox_preds, self.flatten_priors,self.flatten_stride)if backend == Backend.TENSORRT:# pad for batched_nms because its output index is filled with -1bboxes = torch.cat([bboxes,bboxes.new_zeros((bboxes.shape[0], 1, bboxes.shape[2]))],dim=1)scores = torch.cat([scores, scores.new_zeros((scores.shape[0], 1, 1))], dim=1)# nms parameterspost_params = get_post_processing_params(deploy_cfg)max_output_boxes_per_class = post_params.max_output_boxes_per_classiou_threshold = cfg.get('nms_thr', post_params.iou_threshold)score_threshold = cfg.get('score_thr', post_params.score_threshold)pre_top_k = post_params.get('pre_top_k', -1)keep_top_k = cfg.get('max_per_img', post_params.keep_top_k)# do nms_, _, nms_indices = multiclass_nms(bboxes,scores,max_output_boxes_per_class,iou_threshold,score_threshold,pre_top_k=pre_top_k,keep_top_k=keep_top_k,output_index=True)batch_inds = torch.arange(num_imgs, device=scores.device).view(-1, 1)# filter predictionsdets = torch.cat([bboxes, scores], dim=2)dets = dets[batch_inds, nms_indices, ...]pose_vecs = flatten_pose_vecs[batch_inds, nms_indices, ...]kpt_vis = flatten_kpt_vis[batch_inds, nms_indices, ...]grids = self.flatten_priors[nms_indices, ...]# decode keypointsbbox_cs = torch.cat(bbox_xyxy2cs(dets[..., :4], self.bbox_padding), dim=-1)keypoints = self.dcc.forward_test(pose_vecs, bbox_cs, grids)pred_kpts = torch.cat([keypoints, kpt_vis.unsqueeze(-1)], dim=-1)return dets, pred_kpts

根据分析（省略…😄）我们知道 mmpose 后处理其实是包含了两部分：

• nms：非极大值抑制
• decode：框和关键点的解码

大家如果对 YOLOv8-Pose 的后处理熟悉的话，会发现 RTMO 的后处理和 YOLOv8-Pose 几乎一模一样，因此我们不难写出对应的后处理代码，如下所示：

def iou(box1, box2):def area_box(box):return (box[2] - box[0]) * (box[3] - box[1])left   = max(box1[0], box2[0])top    = max(box1[1], box2[1])right  = min(box1[2], box2[2])bottom = min(box1[3], box2[3])cross  = max((right-left), 0) * max((bottom-top), 0)union  = area_box(box1) + area_box(box2) - crossif cross == 0 or union == 0:return 0return cross / uniondef NMS(boxes, iou_thres):remove_flags = [False] * len(boxes)keep_boxes = []for i, ibox in enumerate(boxes):if remove_flags[i]:continuekeep_boxes.append(ibox)for j in range(i + 1, len(boxes)):if remove_flags[j]:continuejbox = boxes[j]if iou(ibox, jbox) > iou_thres:remove_flags[j] = Truereturn keep_boxesdef postprocess(pred, IM=[], conf_thres=0.25, iou_thres=0.5):# 输入是模型推理的结果，即2000个预测框# 1,2000,56 [cx,cy,w,h,conf,17*3]boxes = []for img_id, box_id in zip(*np.where(pred[...,4] > conf_thres)):item = pred[img_id, box_id]left, top, right, bottom, conf = item[:5]keypoints = item[5:].reshape(-1, 3)keypoints[:, 0] = keypoints[:, 0] * IM[0][0] + IM[0][2]keypoints[:, 1] = keypoints[:, 1] * IM[1][1] + IM[1][2]boxes.append([left, top, right, bottom, conf, *keypoints.reshape(-1).tolist()])boxes = np.array(boxes)lr = boxes[:,[0, 2]]tb = boxes[:,[1, 3]]boxes[:,[0,2]] = IM[0][0] * lr + IM[0][2]boxes[:,[1,3]] = IM[1][1] * tb + IM[1][2]boxes = sorted(boxes.tolist(), key=lambda x:x[4], reverse=True)return NMS(boxes, iou_thres)

Note：不同点在于框的五个维度直接就是 left，top，right，bottom，conf，而不再是中心点宽高，这个我们在导出 ONNX 时有特别提到过

后处理中预测框的解码我们是通过仿射变换逆矩阵 IM 实现的，关于 IM 的细节大家可以参考 YOLOv5推理详解及预处理高性能实现，这边不再赘述。关于 NMS 的代码参考自 tensorRT_Pro 中的实现：yolo.cpp#L119

关键点的解码我们同样可以通过 IM 将其映射回原图上，因此 RTMO 的后处理和 YOLOv8-Pose 的基本上没什么区别，只是需要大家清楚模型预测的结果中每个维度所代表的含义即可

对于一张 640x640 的图片来说，RTMO 预测框的总数量是 2000，每个预测框的维度是 56（针对 COCO 数据集的人体 17 个关键点而言）
$$\begin{array}{rl}2000\times 56& =40\times 40\times 56+20\times 20\times 56\\ & =40\times 40\times (5+51)+20\times 20\times (5+51)\\ & =40\times 40\times (5+17\times 3)+20\times 20\times (5+17\times 3)\end{array}$$
其中的 5 对应的是 left，top，right，bottom，conf，分别代表的含义是边界框左上角右下角坐标以及置信度；17 对应的是 COCO 数据集中的人体 17 个关键点，3 代表每个关键点的信息，包括 x，y，visibility，分别代表的含义是关键点的 x 和 y 坐标以及可见性或者说置信度，在对关键点进行可视化时我们只会可视化那些 visibility 大于 0.5 的关键点，因为低于 0.5 的关键点我们认为它被遮挡或者不在图像上。

目前主流的姿态点估计算法分为两种，一种是 top-down 自顶向下，先检测出图像中所有的人体检测框，再根据每个检测框识别姿态；另一种是 bottom-up 自低向上，先检测出图像中所有的骨骼点，再通过拼接得到多个人的骨架。两种方法各有优缺点，其中自顶向上的方法，姿态检测的准确度非常依赖目标检测框的质量；而自低向上的方法，如果两人离得非常近，容易出现模棱两可的情况，而且由于是依赖两个骨骼点之间的关系，所以失去了对全局的信息获取。

像 AlphaPose 和 YOLOv8-Pose 模型都是采用的自顶向下的方法，即先检测出所有的人体框再对每个人体做姿态估计；而 RTMO 模型采用的则是自低而上的方法，即先检测出所有的骨骼点然后再拼接。

4. RTMO推理

通过上面对 RTMO 的预处理和后处理分析之后，整个推理过程就显而易见了。RTMO 的推理包括图像预处理、模型推理、预测结果后处理三部分，其中预处理主要包括 warpAffine 仿射变换，后处理主要包括 boxes、keypoints 的 decode 解码和 NMS 两部分。

在 mmpose 项目下新建 infer.py 用于推理，完整的推理代码如下：

import cv2
import numpy as np
import onnxruntime as ortdef preprocess_warpAffine(image, dst_width=640, dst_height=640):scale = min((dst_width / image.shape[1], dst_height / image.shape[0]))ox = (dst_width  - scale * image.shape[1]) / 2oy = (dst_height - scale * image.shape[0]) / 2M = np.array([[scale, 0, ox],[0, scale, oy]], dtype=np.float32)img_pre = cv2.warpAffine(image, M, (dst_width, dst_height), flags=cv2.INTER_LINEAR,borderMode=cv2.BORDER_CONSTANT, borderValue=(114, 114, 114))IM = cv2.invertAffineTransform(M)# cv2.imwrite("img_pre.jpg", img_pre)img_pre = (img_pre[...,::-1]).astype(np.float32)img_pre = img_pre.transpose(2, 0, 1)[None]# img_pre = torch.from_numpy(img_pre)return img_pre, IMdef iou(box1, box2):def area_box(box):return (box[2] - box[0]) * (box[3] - box[1])left   = max(box1[0], box2[0])top    = max(box1[1], box2[1])right  = min(box1[2], box2[2])bottom = min(box1[3], box2[3])cross  = max((right-left), 0) * max((bottom-top), 0)union  = area_box(box1) + area_box(box2) - crossif cross == 0 or union == 0:return 0return cross / uniondef NMS(boxes, iou_thres):remove_flags = [False] * len(boxes)keep_boxes = []for i, ibox in enumerate(boxes):if remove_flags[i]:continuekeep_boxes.append(ibox)for j in range(i + 1, len(boxes)):if remove_flags[j]:continuejbox = boxes[j]if iou(ibox, jbox) > iou_thres:remove_flags[j] = Truereturn keep_boxesdef postprocess(pred, IM=[], conf_thres=0.25, iou_thres=0.5):# 输入是模型推理的结果，即2000个预测框# 1,2000,56 [cx,cy,w,h,conf,17*3]boxes = []for img_id, box_id in zip(*np.where(pred[...,4] > conf_thres)):item = pred[img_id, box_id]left, top, right, bottom, conf = item[:5]keypoints = item[5:].reshape(-1, 3)keypoints[:, 0] = keypoints[:, 0] * IM[0][0] + IM[0][2]keypoints[:, 1] = keypoints[:, 1] * IM[1][1] + IM[1][2]boxes.append([left, top, right, bottom, conf, *keypoints.reshape(-1).tolist()])boxes = np.array(boxes)lr = boxes[:,[0, 2]]tb = boxes[:,[1, 3]]boxes[:,[0,2]] = IM[0][0] * lr + IM[0][2]boxes[:,[1,3]] = IM[1][1] * tb + IM[1][2]boxes = sorted(boxes.tolist(), key=lambda x:x[4], reverse=True)return NMS(boxes, iou_thres)def hsv2bgr(h, s, v):h_i = int(h * 6)f = h * 6 - h_ip = v * (1 - s)q = v * (1 - f * s)t = v * (1 - (1 - f) * s)r, g, b = 0, 0, 0if h_i == 0:r, g, b = v, t, pelif h_i == 1:r, g, b = q, v, pelif h_i == 2:r, g, b = p, v, telif h_i == 3:r, g, b = p, q, velif h_i == 4:r, g, b = t, p, velif h_i == 5:r, g, b = v, p, qreturn int(b * 255), int(g * 255), int(r * 255)def random_color(id):h_plane = (((id << 2) ^ 0x937151) % 100) / 100.0s_plane = (((id << 3) ^ 0x315793) % 100) / 100.0return hsv2bgr(h_plane, s_plane, 1)skeleton = [[16, 14], [14, 12], [17, 15], [15, 13], [12, 13], [6, 12], [7, 13], [6, 7], [6, 8], [7, 9], [8, 10], [9, 11], [2, 3], [1, 2], [1, 3], [2, 4], [3, 5], [4, 6], [5, 7]]
pose_palette = np.array([[255, 128, 0], [255, 153, 51], [255, 178, 102], [230, 230, 0], [255, 153, 255],[153, 204, 255], [255, 102, 255], [255, 51, 255], [102, 178, 255], [51, 153, 255],[255, 153, 153], [255, 102, 102], [255, 51, 51], [153, 255, 153], [102, 255, 102],[51, 255, 51], [0, 255, 0], [0, 0, 255], [255, 0, 0], [255, 255, 255]],dtype=np.uint8)
kpt_color  = pose_palette[[16, 16, 16, 16, 16, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 9, 9, 9, 9, 9]]
limb_color = pose_palette[[9, 9, 9, 9, 7, 7, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16]]if __name__ == "__main__":# 1. preprocessimg = cv2.imread("./tests/data/coco/000000197388.jpg")img_pre, IM = preprocess_warpAffine(img)model_path = "./rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.onnx"session = ort.InferenceSession(model_path)input_name = 'images'inputs = {input_name: img_pre}# 2. inferoutputs = session.run(None, inputs)[0]# 3. postprocessboxes = postprocess(outputs, IM)# 4. visualizefor box in boxes:left, top, right, bottom = int(box[0]), int(box[1]), int(box[2]), int(box[3])confidence = box[4]label = 0color = random_color(label)cv2.rectangle(img, (left, top), (right, bottom), color, 2, cv2.LINE_AA)caption = f"person {confidence:.2f}"w, h = cv2.getTextSize(caption, 0, 1, 2)[0]cv2.rectangle(img, (left - 3, top - 33), (left + w + 10, top), color, -1)cv2.putText(img, caption, (left, top - 5), 0, 1, (0, 0, 0), 2, 16)keypoints = box[5:]keypoints = np.array(keypoints).reshape(-1, 3)for i, keypoint in enumerate(keypoints):x, y, conf = keypointcolor_k = [int(x) for x in kpt_color[i]]if conf < 0.5:continueif x != 0 and y != 0:cv2.circle(img, (int(x), int(y)), 3, color_k, -1, lineType=cv2.LINE_AA)for i, sk in enumerate(skeleton):pos1 = (int(keypoints[(sk[0] - 1), 0]), int(keypoints[(sk[0] - 1), 1]))pos2 = (int(keypoints[(sk[1] - 1), 0]), int(keypoints[(sk[1] - 1), 1]))conf1 = keypoints[(sk[0] - 1), 2]conf2 = keypoints[(sk[1] - 1), 2]if conf1 < 0.5 or conf2 < 0.5:continueif pos1[0] == 0 or pos1[1] == 0 or pos2[0] == 0 or pos2[1] == 0:continuecv2.line(img, pos1, pos2, [int(x) for x in limb_color[i]], thickness=2, lineType=cv2.LINE_AA)cv2.imwrite("infer-pose.jpg", img)print("save done")

Note：这里我们采用 onnxruntime 推理，使用的 onnx 是我们 MMPose-RTMO推理详解及部署实现（上） 文章中导出的 onnx，可视化的代码参考自 YOLOv8-Pose，大家感兴趣的可以看下：YOLOv8-Pose推理详解及部署实现

执行成功后会在当前目录下生成 infer-pose.jpg 推理结果图像，如下图所示：

至此，我们在 Python 上面完成了 RTMO 的整个推理过程，下面我们去 C++ 上实现。

二、RTMO推理(C++)

C++ 上的实现我们使用的 repo 依旧是 tensorRT_Pro，现在我们就基于 tensorRT_Pro 完成 RTMO 在 C++ 上的推理。

1. ONNX导出

ONNX 导出的细节请参考 MMPose-RTMO推理详解及部署实现（上），这边不再赘述。

2. RTMO预处理

之前有提到过 RTMO 的预处理部分和 YOLOv5 实现基本一样，因此我们在 tensorRT_Pro 中 RTMO 模型的预处理可以直接使用 YOLOv5 的预处理，只是需要注意在 CUDAKernel::Norm 的指定时不再除以 255.0 即可。

tensorRT_Pro 的预处理代码如下：

__global__ void warp_affine_bilinear_and_normalize_plane_kernel(uint8_t* src, int src_line_size, int src_width, int src_height, float* dst, int dst_width, int dst_height, uint8_t const_value_st, float* warp_affine_matrix_2_3, Norm norm, int edge){int position = blockDim.x * blockIdx.x + threadIdx.x;if (position >= edge) return;float m_x1 = warp_affine_matrix_2_3[0];float m_y1 = warp_affine_matrix_2_3[1];float m_z1 = warp_affine_matrix_2_3[2];float m_x2 = warp_affine_matrix_2_3[3];float m_y2 = warp_affine_matrix_2_3[4];float m_z2 = warp_affine_matrix_2_3[5];int dx      = position % dst_width;int dy      = position / dst_width;float src_x = m_x1 * dx + m_y1 * dy + m_z1;float src_y = m_x2 * dx + m_y2 * dy + m_z2;float c0, c1, c2;if(src_x <= -1 || src_x >= src_width || src_y <= -1 || src_y >= src_height){// out of rangec0 = const_value_st;c1 = const_value_st;c2 = const_value_st;}else{int y_low = floorf(src_y);int x_low = floorf(src_x);int y_high = y_low + 1;int x_high = x_low + 1;uint8_t const_value[] = {const_value_st, const_value_st, const_value_st};float ly    = src_y - y_low;float lx    = src_x - x_low;float hy    = 1 - ly;float hx    = 1 - lx;float w1    = hy * hx, w2 = hy * lx, w3 = ly * hx, w4 = ly * lx;uint8_t* v1 = const_value;uint8_t* v2 = const_value;uint8_t* v3 = const_value;uint8_t* v4 = const_value;if(y_low >= 0){if (x_low >= 0)v1 = src + y_low * src_line_size + x_low * 3;if (x_high < src_width)v2 = src + y_low * src_line_size + x_high * 3;}if(y_high < src_height){if (x_low >= 0)v3 = src + y_high * src_line_size + x_low * 3;if (x_high < src_width)v4 = src + y_high * src_line_size + x_high * 3;}// same to opencvc0 = floorf(w1 * v1[0] + w2 * v2[0] + w3 * v3[0] + w4 * v4[0] + 0.5f);c1 = floorf(w1 * v1[1] + w2 * v2[1] + w3 * v3[1] + w4 * v4[1] + 0.5f);c2 = floorf(w1 * v1[2] + w2 * v2[2] + w3 * v3[2] + w4 * v4[2] + 0.5f);}if(norm.channel_type == ChannelType::Invert){float t = c2;c2 = c0;  c0 = t;}if(norm.type == NormType::MeanStd){c0 = (c0 * norm.alpha - norm.mean[0]) / norm.std[0];c1 = (c1 * norm.alpha - norm.mean[1]) / norm.std[1];c2 = (c2 * norm.alpha - norm.mean[2]) / norm.std[2];}else if(norm.type == NormType::AlphaBeta){c0 = c0 * norm.alpha + norm.beta;c1 = c1 * norm.alpha + norm.beta;c2 = c2 * norm.alpha + norm.beta;}int area = dst_width * dst_height;float* pdst_c0 = dst + dy * dst_width + dx;float* pdst_c1 = pdst_c0 + area;float* pdst_c2 = pdst_c1 + area;*pdst_c0 = c0;*pdst_c1 = c1;*pdst_c2 = c2;
} 

关于预处理部分其实就是调用了上述 CUDA 核函数来实现 warpAffine，由于在 CUDA 中我们是对每个像素进行操作，因此非常容易实现 BGR → RGB，/255.0 等操作。关于代码的具体分析可以参考 YOLOv5推理详解及预处理高性能实现，这边不再赘述。

3. RTMO后处理

之前有提到过 RTMO 的检测框后处理部分和 YOLOv8-Pose 基本相同，只是框的维度信息变为了左上角和右下角坐标，代码可参考：yolo_pose_decode.cu#L13

因此我们不难写出 RTMO 的 decode 解码部分的实现部分，如下所示：

static __global__ void decode_kernel_rtmo(float *predict, int num_bboxes, float confidence_threshold, float* invert_affine_matrix, float* parray, int MAX_IMAGE_BOXES){int position = blockDim.x * blockIdx.x + threadIdx.x;if(position >= num_bboxes) return;float* pitem     = predict + (5 + 3 * NUM_KEYPOINTS) * position;float left       = *pitem++;float top        = *pitem++;float right      = *pitem++;float bottom     = *pitem++;float confidence = *pitem++;if(confidence < confidence_threshold)return;int index = atomicAdd(parray, 1);if(index >= MAX_IMAGE_BOXES)return;affine_project(invert_affine_matrix, left,  top,    &left,  &top);affine_project(invert_affine_matrix, right, bottom, &right, &bottom);float* pout_item = parray + 1 + index * NUM_BOX_ELEMENT; *pout_item++ = left;*pout_item++ = top;*pout_item++ = right;*pout_item++ = bottom;*pout_item++ = confidence;*pout_item++ = 1; // 1 = keep, 0 = ignorefor(int i = 0; i < NUM_KEYPOINTS; ++i){float keypoint_x          = *pitem++;float keypoint_y          = *pitem++;float keypoint_confidence = *pitem++;affine_project(invert_affine_matrix, keypoint_x, keypoint_y, &keypoint_x, &keypoint_y);*pout_item++ = keypoint_x;*pout_item++ = keypoint_y;*pout_item++ = keypoint_confidence;  }
}

关于 decode 的具体实现其实就是启动多个线程，每个线程处理一个框的解码，包括框坐标和关键点坐标的解码，我们会通过仿射变换逆矩阵 IM 将坐标映射回原图上的，关于 decode 代码的详细分析可参考 infer源码阅读之yolo.cu，这边不再赘述。

另外关于 NMS 部分，由于在 RTMO 模型中没有 label 类别标签维度，因此也需要适当调整，调整后的 NMS 代码如下：

static __global__ void nms_kernel_rtmo(float* bboxes, int max_objects, float threshold){int position = (blockDim.x * blockIdx.x + threadIdx.x);int count = min((int)*bboxes, max_objects);if (position >= count) return;// left, top, right, bottom, confidence, keepflag, (keypoint_x, keypoint_y, keypoint_confidence) * 17float* pcurrent = bboxes + 1 + position * NUM_BOX_ELEMENT;for(int i = 0; i < count; ++i){float* pitem = bboxes + 1 + i * NUM_BOX_ELEMENT;if(i == position) continue;if(pitem[4] >= pcurrent[4]){if(pitem[4] == pcurrent[4] && i < position)continue;float iou = box_iou(pcurrent[0], pcurrent[1], pcurrent[2], pcurrent[3],pitem[0],    pitem[1],    pitem[2],    pitem[3]);if(iou > threshold){pcurrent[5] = 0;  // 1=keep, 0=ignorereturn;}}}
} 

关于 NMS 的具体实现也是启动多个线程，每个线程处理一个框，如果剩余框中的置信度大于当前线程中处理的框，则计算两个框的 IoU，通过 IoU 值判断是否保留该框。相比于 CPU 版的 NMS 应该是少套了一层循环，另外一层循环是通过 CUDA 上线程的并行操作处理的，代码参考自：yolo_decode.cu#L81

4. RTMO推理

通过上面对 RTMO 的预处理和后处理分析之后，整个推理过程就显而易见了。C++ 上 RTMO 的预处理部分可直接沿用 YOLOv5 的预处理，后处理中的 decode 解码和 NMS 部分需要简单修改。

我们在终端执行如下指令即可完成推理（注意！完整流程博主会在后续内容介绍，这边只是简单演示）：

make rtmo -j64

编译图解如下所示：

可以看到使用 tensorRT_Pro 自带的编译接口出现了节点解析错误，这是因为我们导出的 ONNX 中包含 LayerNormalization 的节点，tensorRT 只有在 8.6 版本之后才开始支持 LayerNormalization 算子，而 tensorRT_Pro 自己构建的 onnx_parser 是 8.0 版本的，因此会出现解析错误

我们目前无法通过 TRT::compile 编译接口生成 engine，摆在我们面前的依旧是两种方案，一种是手动替换 onnx-parser 解析器，这点我们在 RT-DETR推理详解及部署实现 有详细讲过；另一种就是利用高版本的 tensorRT 的 trtexec 工具生成 engine

我们先来看第二种方案，利用高版本的 trtexec 工具生成 engine

博主新建了一个 build.sh 脚本文件，其内容如下：

#! /usr/bin/bashTRTEXEC=/home/jarvis/lean/TensorRT-8.6.1.6/bin/trtexec# export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/jarvis/lean/TensorRT-8.6.1.6/lib# rtmo
${TRTEXEC} --onnx=rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.onnx --minShapes=images:1x3x640x640 --optShapes=images:1x3x640x640 --maxShapes=images:16x3x640x640 --saveEngine=rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.FP32.trtmodel

在终端执行如下指令即可：

bash build.sh

可以看到 engien 生成成功了，接下来就是拿着 engine 去进行推理了

我们继续执行刚才的指令即可完成推理：

make rtmo -j64

输出如下：

推理结果如下图所示：

PS：方案一手动替换 onnx-parser 我们在 RT-DETR推理详解及部署实现 有详细讲过，这边就不再赘述了

采用方案一替换 onnx-parser 之后我们就可以通过 TRT::compile 来构建 engine 了，输出如下图所示：

至此，我们在 C++ 上面完成了 RTMO 的整个推理过程，下面我们将完整的走一遍流程。

三、RTMO部署

博主新建了一个仓库 tensorRT_Pro-YOLOv8，该仓库基于 shouxieai/tensorRT_Pro，并进行了调整以支持 YOLOv8 的各项任务，目前已支持分类、检测、分割、姿态点估计任务。

下面我们就来具体看看如何利用 tensorRT_Pro-YOLOv8 这个 repo 完成 RTMO 的推理。

1. 源码下载

tensorRT_Pro-YOLOv8 的代码可以直接从 GitHub 官网上下载，源码下载地址是 https://github.com/Melody-Zhou/tensorRT_Pro-YOLOv8，Linux 下代码克隆指令如下：

git clone https://github.com/Melody-Zhou/tensorRT_Pro-YOLOv8.git

也可手动点击下载，点击右上角的 Code 按键，将代码下载下来。至此整个项目就已经准备好了。也可以点击 here 下载博主准备好的源代码（注意代码下载于 2024/6/1 日，若有改动请参考最新）

2. 环境配置

需要使用的软件环境有 TensorRT、CUDA、cuDNN、OpenCV、Protobuf，所有软件环境的安装可以参考 Ubuntu20.04软件安装大全，这里不再赘述，需要各位看官自行配置好相关环境😄，外网访问较慢，这里提供下博主安装过程中的软件安装包下载链接 Baidu Drive【pwd:yolo】🚀🚀🚀

tensorRT_Pro-YOLOv8 提供 CMakeLists.txt 和 Makefile 两种方式编译，二者选一即可

2.1 配置CMakeLists.txt

主要修改五处

1. 修改第 13 行，修改 OpenCV 路径

set(OpenCV_DIR   "/usr/local/include/opencv4/")

2. 修改第 15 行，修改 CUDA 路径

set(CUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR     "/usr/local/cuda-11.6")

3. 修改第 16 行，修改 cuDNN 路径

set(CUDNN_DIR    "/usr/local/cudnn8.4.0.27-cuda11.6")

4. 修改第 17 行，修改 tensorRT 路径（版本必须大于 8.6）

set(TENSORRT_DIR "/home/jarvis/lean/TensorRT-8.6.1.6")

5. 修改第 20 行，修改 protobuf 路径

set(PROTOBUF_DIR "/home/jarvis/protobuf")

2.2 配置Makefile

主要修改五处

1. 修改第 4 行，修改 protobuf 路径

lean_protobuf  := /home/jarvis/protobuf

2. 修改第 5 行，修改 tensorRT 路径（版本必须大于 8.6）

lean_tensor_rt := /home/jarvis/lean/TensorRT-8.6.1.6

3. 修改第 6 行，修改 cuDNN 路径

lean_cudnn     := /usr/local/cudnn8.4.0.27-cuda11.6

4. 修改第 7 行，修改 OpenCV 路径

lean_opencv    := /usr/local

5. 修改第 8 行，修改 CUDA 路径

lean_cuda      := /usr/local/cuda-11.6

3. ONNX导出

导出细节可以查看 MMPose-RTMO推理详解及部署实现（上），这边不再赘述。记得将导出的 ONNX 模型放在 tensorRT_Pro-YOLOv8/workspace 文件夹下。

4. engine生成

修改 workspace 下 build.sh 文件内容，如下所示：

#! /usr/bin/bashTRTEXEC=/home/jarvis/lean/TensorRT-8.6.1.6/bin/trtexec# export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/jarvis/lean/TensorRT-8.6.1.6/lib# rtmo
${TRTEXEC} --onnx=rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.onnx --minShapes=images:1x3x640x640 --optShapes=images:1x3x640x640 --maxShapes=images:16x3x640x640 --saveEngine=rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640.FP32.trtmodel

其中需要修改 TRTEXEC 的路径为你自己的路径，终端执行如下指令：

cd tensorRT_Pro-YOLOv8/workspace
bash build.sh

5. 源码修改

如果你想推理自己训练的模型还需要修改下源代码，RTMO 模型的推理代码主要在 app_rtmo.cpp 文件中，我们就只需要修改这一个文件的内容即可，源码修改较简单主要有以下几点：

• app_rtmo.cpp 292 行，“rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640”修改为你导出的 ONNX 模型名

具体修改示例如下：

test(TRT::Mode::FP32, "best")	// 修改1 292行"rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640"改成"best"

6. 运行

OK！源码修改好了，Makefile 编译文件也搞定了，engine 模型也准备好了，现在可以编译运行了，直接在终端执行如下指令即可：

make rtmo -j64

推理过程如下图所示：

推理成功后会生成 rtmo-s_8xb32-600e_body7-640x640_RTMO_FP32_result 文件夹，该文件夹下保存了推理的图片。

模型推理效果如下图所示：

OK，以上就是使用 tensorRT_Pro-YOLOv8 推理 RTMO 的大致流程，若有问题，欢迎各位看官批评指正。

结语

博主在这里针对 RTMO 的预处理和后处理做了简单分析，同时与大家分享了 C++ 上的实现流程，目的是帮大家理清思路，更好的完成后续的部署工作😄。感谢各位看到最后，创作不易，读后有收获的看官请帮忙点个👍⭐️

通过分析 MMPose-RTMO 整个模型的导出和部署博主还是学到了很多东西的，同时把之前学习到的知识都回顾了一遍，虽然整个过程比较痛苦，不过总归还是有收获的🤗

最后大家如果觉得 tensorRT_Pro-YOLOv8 这个 repo 对你有帮助的话，不妨点个 ⭐️ 支持一波，这对博主来说非常重要，感谢各位🙏。

下载链接

• 软件安装包下载链接【提取码:yolo】🚀🚀🚀
• 源代码、权重下载链接【提取码:rtmo】

参考

• MMPose-RTMO推理详解及部署实现（上）
• https://github.com/shouxieai/tensorRT_Pro
• https://github.com/Melody-Zhou/tensorRT_Pro-YOLOv8
• YOLOv5推理详解及预处理高性能实现
• YOLOv8-Pose推理详解及部署实现
• RT-DETR推理详解及部署实现

这篇关于MMPose-RTMO推理详解及部署实现（下）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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