YOLOv5-Openvino-ByteTrack【CPU】

2024-03-10 03:44
文章标签 cpu yolov5 bytetrack openvino

本文主要是介绍YOLOv5-Openvino-ByteTrack【CPU】,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!

纯检测如下:
YOLOv5-Openvino和ONNXRuntime推理【CPU】
YOLOv6-Openvino和ONNXRuntime推理【CPU】
YOLOv8-Openvino和ONNXRuntime推理【CPU】
YOLOv9-Openvino和ONNXRuntime推理【CPU】

注:YOLOv5和YOLOv6代码内容基本一致!
全部代码Github:https://github.com/Bigtuo/YOLOv8_Openvino

1 环境:

CPU:i5-12500
Python:3.8.18
VS2019
注:Bytetrack中的lap和cython_bbox库需要编译安装,直接安装报错,故下载VS2019。

2 安装Openvino和ONNXRuntime

2.1 Openvino简介

Openvino是由Intel开发的专门用于优化和部署人工智能推理的半开源的工具包,主要用于对深度推理做优化。

Openvino内部集成了Opencv、TensorFlow模块,除此之外它还具有强大的Plugin开发框架,允许开发者在Openvino之上对推理过程做优化。

Openvino整体框架为:Openvino前端→ Plugin中间层→ Backend后端
Openvino的优点在于它屏蔽了后端接口,提供了统一操作的前端API,开发者可以无需关心后端的实现,例如后端可以是TensorFlow、Keras、ARM-NN,通过Plugin提供给前端接口调用,也就意味着一套代码在Openvino之上可以运行在多个推理引擎之上,Openvino像是类似聚合一样的开发包。

2.2 ONNXRuntime简介

ONNXRuntime是微软推出的一款推理框架,用户可以非常便利的用其运行一个onnx模型。ONNXRuntime支持多种运行后端包括CPU,GPU,TensorRT,DML等。可以说ONNXRuntime是对ONNX模型最原生的支持。

虽然大家用ONNX时更多的是作为一个中间表示,从pytorch转到onnx后直接喂到TensorRT或MNN等各种后端框架,但这并不能否认ONNXRuntime是一款非常优秀的推理框架。而且由于其自身只包含推理功能(最新的ONNXRuntime甚至已经可以训练),通过阅读其源码可以解深度学习框架的一些核心功能原理(op注册,内存管理,运行逻辑等)
总体来看,整个ONNXRuntime的运行可以分为三个阶段,Session构造,模型加载与初始化和运行。和其他所有主流框架相同,ONNXRuntime最常用的语言是python,而实际负责执行框架运行的则是C++。

2.3 安装

pip install openvino -i  https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install onnxruntime -i  https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

3 YOLOv5和ByteTrack原理

YOLOv5详解
Github:https://github.com/ultralytics/yolov5

ByteTrack官网
ByteTrack算法步骤详解

3.1 安装lap和cython_bbox

1. lap
cd lap-0.4.0
python setup.py install2. cython_bbox【上传的文件可以直接进行第4步】
pip install cython -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple【需先安装】
cd cython_bbox-0.1.3
(1)下载cython-bbox
(2)解压文件
(3)【已修改】在解压后的目录中,找到steup.py 文件,把extra_compile_args=[-Wno-cpp’],修改为extra_compile_args = {‘gcc’: [/Qstd=c99’]}
(4)在解压文件目录下运行python setup.py build_ext install

4 YOLOv5+ByteTrack主代码

下面代码整个处理过程主要包括:预处理—>推理—>后处理—>是/否跟踪—>画图。
假设图像resize为640×640,
前处理输出结果维度:(1, 3, 640, 640);
推理输出结果维度:(1, 8400×3, 85),其中85表示4个box坐标信息+置信度分数+80个类别概率,8400×3表示(80×80+40×40+20×20)×3,不同于v8与v9采用类别里面最大的概率作为置信度score;
后处理输出结果维度:(5, 6),其中第一个5表示图bus.jpg检出5个目标,第二个维度6表示(x1, y1, x2, y2, conf, cls);
跟踪输入维度:(-1, 5),其中第二个维度5表示(x1, y1, x2, y2, conf);
跟踪输出维度:(-1, 6),其中第二个维度6表示(x1, y1, x2, y2, conf, ids)。

注:YOLOv6_1.0换模型文件可直接使用!

import argparse
import time 
import cv2
import numpy as np
from openvino.runtime import Core  # pip install openvino -i  https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
import onnxruntime as ort  # 使用onnxruntime推理用上,pip install onnxruntime,默认安装CPUimport copy
from bytetrack.byte_tracker import BYTETracker# COCO默认的80类
CLASSES = ['person', 'bicycle', 'car', 'motorcycle', 'airplane', 'bus', 'train', 'truck', 'boat', 'traffic light','fire hydrant', 'stop sign', 'parking meter', 'bench', 'bird', 'cat', 'dog', 'horse', 'sheep', 'cow','elephant', 'bear', 'zebra', 'giraffe', 'backpack', 'umbrella', 'handbag', 'tie', 'suitcase', 'frisbee','skis', 'snowboard', 'sports ball', 'kite', 'baseball bat', 'baseball glove', 'skateboard', 'surfboard','tennis racket', 'bottle', 'wine glass', 'cup', 'fork', 'knife', 'spoon', 'bowl', 'banana', 'apple', 'sandwich','orange', 'broccoli', 'carrot', 'hot dog', 'pizza', 'donut', 'cake', 'chair', 'couch', 'potted plant', 'bed','dining table', 'toilet', 'tv', 'laptop', 'mouse', 'remote', 'keyboard', 'cell phone', 'microwave', 'oven','toaster', 'sink', 'refrigerator', 'book', 'clock', 'vase', 'scissors', 'teddy bear', 'hair drier', 'toothbrush']class OpenvinoInference(object):def __init__(self, onnx_path):self.onnx_path = onnx_pathie = Core()self.model_onnx = ie.read_model(model=self.onnx_path)self.compiled_model_onnx = ie.compile_model(model=self.model_onnx, device_name="CPU")self.output_layer_onnx = self.compiled_model_onnx.output(0)def predict(self, datas):predict_data = self.compiled_model_onnx([datas])[self.output_layer_onnx]return predict_dataclass YOLOv5:"""YOLOv5 object detection model class for handling inference and visualization."""def __init__(self, onnx_model, imgsz=(640, 640), infer_tool='openvino'):"""Initialization.Args:onnx_model (str): Path to the ONNX model."""self.infer_tool = infer_toolif self.infer_tool == 'openvino':# 构建openvino推理引擎self.openvino = OpenvinoInference(onnx_model)self.ndtype = np.singleelse:# 构建onnxruntime推理引擎self.ort_session = ort.InferenceSession(onnx_model,providers=['CUDAExecutionProvider', 'CPUExecutionProvider']if ort.get_device() == 'GPU' else ['CPUExecutionProvider'])# Numpy dtype: support both FP32 and FP16 onnx modelself.ndtype = np.half if self.ort_session.get_inputs()[0].type == 'tensor(float16)' else np.singleself.classes = CLASSES  # 加载模型类别self.model_height, self.model_width = imgsz[0], imgsz[1]  # 图像resize大小self.color_palette = np.random.uniform(0, 255, size=(len(self.classes), 3))  # 为每个类别生成调色板def __call__(self, im0, conf_threshold=0.4, iou_threshold=0.45):"""The whole pipeline: pre-process -> inference -> post-process.Args:im0 (Numpy.ndarray): original input image.conf_threshold (float): confidence threshold for filtering predictions.iou_threshold (float): iou threshold for NMS.Returns:boxes (List): list of bounding boxes."""# 前处理Pre-processt1 = time.time()im, ratio, (pad_w, pad_h) = self.preprocess(im0)print('预处理时间:{:.3f}s'.format(time.time() - t1))# 推理 inferencet2 = time.time()if self.infer_tool == 'openvino':preds = self.openvino.predict(im)else:preds = self.ort_session.run(None, {self.ort_session.get_inputs()[0].name: im})[0]print('推理时间:{:.3f}s'.format(time.time() - t2))# 后处理Post-processt3 = time.time()boxes = self.postprocess(preds,im0=im0,ratio=ratio,pad_w=pad_w,pad_h=pad_h,conf_threshold=conf_threshold,iou_threshold=iou_threshold,)print('后处理时间:{:.3f}s'.format(time.time() - t3))return boxes# 前处理,包括:resize, pad, HWC to CHW,BGR to RGB,归一化,增加维度CHW -> BCHWdef preprocess(self, img):"""Pre-processes the input image.Args:img (Numpy.ndarray): image about to be processed.Returns:img_process (Numpy.ndarray): image preprocessed for inference.ratio (tuple): width, height ratios in letterbox.pad_w (float): width padding in letterbox.pad_h (float): height padding in letterbox."""# Resize and pad input image using letterbox() (Borrowed from Ultralytics)shape = img.shape[:2]  # original image shapenew_shape = (self.model_height, self.model_width)r = min(new_shape[0] / shape[0], new_shape[1] / shape[1])ratio = r, rnew_unpad = int(round(shape[1] * r)), int(round(shape[0] * r))pad_w, pad_h = (new_shape[1] - new_unpad[0]) / 2, (new_shape[0] - new_unpad[1]) / 2  # wh paddingif shape[::-1] != new_unpad:  # resizeimg = cv2.resize(img, new_unpad, interpolation=cv2.INTER_LINEAR)top, bottom = int(round(pad_h - 0.1)), int(round(pad_h + 0.1))left, right = int(round(pad_w - 0.1)), int(round(pad_w + 0.1))img = cv2.copyMakeBorder(img, top, bottom, left, right, cv2.BORDER_CONSTANT, value=(114, 114, 114))  # 填充# Transforms: HWC to CHW -> BGR to RGB -> div(255) -> contiguous -> add axis(optional)img = np.ascontiguousarray(np.einsum('HWC->CHW', img)[::-1], dtype=self.ndtype) / 255.0img_process = img[None] if len(img.shape) == 3 else imgreturn img_process, ratio, (pad_w, pad_h)# 后处理,包括:阈值过滤与NMSdef postprocess(self, preds, im0, ratio, pad_w, pad_h, conf_threshold, iou_threshold):"""Post-process the prediction.Args:preds (Numpy.ndarray): predictions come from ort.session.run().im0 (Numpy.ndarray): [h, w, c] original input image.ratio (tuple): width, height ratios in letterbox.pad_w (float): width padding in letterbox.pad_h (float): height padding in letterbox.conf_threshold (float): conf threshold.iou_threshold (float): iou threshold.Returns:boxes (List): list of bounding boxes."""# (Batch_size, Num_anchors, xywh_score_conf_cls), v5和v6_1.0的[..., 4]是置信度分数,v8v9采用类别里面最大的概率作为置信度scorex = preds  # outputs: predictions (1, 8400*3, 85)# Predictions filtering by conf-thresholdx = x[x[..., 4] > conf_threshold]# Create a new matrix which merge these(box, score, cls) into one# For more details about `numpy.c_()`: https://numpy.org/doc/1.26/reference/generated/numpy.c_.htmlx = np.c_[x[..., :4], x[..., 4], np.argmax(x[..., 5:], axis=-1)]# NMS filtering# 经过NMS后的值, np.array([[x, y, w, h, conf, cls], ...]), shape=(-1, 4 + 1 + 1)x = x[cv2.dnn.NMSBoxes(x[:, :4], x[:, 4], conf_threshold, iou_threshold)]# 重新缩放边界框,为画图做准备if len(x) > 0:# Bounding boxes format change: cxcywh -> xyxyx[..., [0, 1]] -= x[..., [2, 3]] / 2x[..., [2, 3]] += x[..., [0, 1]]# Rescales bounding boxes from model shape(model_height, model_width) to the shape of original imagex[..., :4] -= [pad_w, pad_h, pad_w, pad_h]x[..., :4] /= min(ratio)# Bounding boxes boundary clampx[..., [0, 2]] = x[:, [0, 2]].clip(0, im0.shape[1])x[..., [1, 3]] = x[:, [1, 3]].clip(0, im0.shape[0])return x[..., :6]  # boxeselse:return []# 绘框def draw_and_visualize(self, im, bboxes, video_writer, vis=False, save=False, is_track=False):"""Draw and visualize results.Args:im (np.ndarray): original image, shape [h, w, c].bboxes (numpy.ndarray): [n, 6], n is number of bboxes.vis (bool): imshow using OpenCV.save (bool): save image annotated.Returns:None"""# Draw rectangles if not is_track:for (*box, conf, cls_) in bboxes:# draw bbox rectanglecv2.rectangle(im, (int(box[0]), int(box[1])), (int(box[2]), int(box[3])),self.color_palette[int(cls_)], 1, cv2.LINE_AA)cv2.putText(im, f'{self.classes[int(cls_)]}: {conf:.3f}', (int(box[0]), int(box[1] - 9)),cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.7, self.color_palette[int(cls_)], 2, cv2.LINE_AA)else:for (*box, conf, id_) in bboxes:# draw bbox rectanglecv2.rectangle(im, (int(box[0]), int(box[1])), (int(box[2]), int(box[3])),(0, 0, 255), 1, cv2.LINE_AA)cv2.putText(im, f'{id_}: {conf:.3f}', (int(box[0]), int(box[1] - 9)),cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.7, (0, 0, 255), 2, cv2.LINE_AA)# Show imageif vis:cv2.imshow('demo', im)cv2.waitKey(1)# Save videoif save:video_writer.write(im)class ByteTrackerONNX(object):def __init__(self, args):self.args = argsself.tracker = BYTETracker(args, frame_rate=30)def _tracker_update(self, dets, image):online_targets = []if dets is not None:online_targets = self.tracker.update(dets[:, :-1],[image.shape[0], image.shape[1]],[image.shape[0], image.shape[1]],)online_tlwhs = []online_ids = []online_scores = []for online_target in online_targets:tlwh = online_target.tlwhtrack_id = online_target.track_idvertical = tlwh[2] / tlwh[3] > 1.6if tlwh[2] * tlwh[3] > self.args.min_box_area and not vertical:online_tlwhs.append(tlwh)online_ids.append(track_id)online_scores.append(online_target.score)return online_tlwhs, online_ids, online_scoresdef inference(self, image, dets):"""Args: dets: 检测结果, [x1, y1, x2, y2, score]Returns: np.array([[x1, y1, x2, y2, conf, ids], ...])"""bboxes, ids, scores = self._tracker_update(dets, image)if len(bboxes) == 0:return []# Bounding boxes format change: tlwh -> xyxybboxes = np.array(bboxes)bboxes[..., [2, 3]] += bboxes[..., [0, 1]]bboxes = np.c_[bboxes, np.array(scores), np.array(ids)]return bboxesif __name__ == '__main__':# Create an argument parser to handle command-line argumentsparser = argparse.ArgumentParser()parser.add_argument('--model', type=str, default='yolov5s.onnx', help='Path to ONNX model')parser.add_argument('--source', type=str, default=str('test.mp4'), help='Path to input image')parser.add_argument('--imgsz', type=tuple, default=(640, 640), help='Image input size')parser.add_argument('--conf', type=float, default=0.25, help='Confidence threshold')parser.add_argument('--iou', type=float, default=0.45, help='NMS IoU threshold')parser.add_argument('--infer_tool', type=str, default='openvino', choices=("openvino", "onnxruntime"), help='选择推理引擎')parser.add_argument('--is_track', type=bool, default=True, help='是否启用跟踪')parser.add_argument('--track_thresh', type=float, default=0.5, help='tracking confidence threshold')parser.add_argument('--track_buffer', type=int, default=30, help='the frames for keep lost tracks, usually as same with FPS')parser.add_argument('--match_thresh', type=float, default=0.8, help='matching threshold for tracking')parser.add_argument('--min_box_area', type=float, default=10, help='filter out tiny boxes',)parser.add_argument('--mot20', dest='mot20', default=False, action='store_true', help='test mot20.',)args = parser.parse_args()# Build modelmodel = YOLOv5(args.model, args.imgsz, args.infer_tool)bytetrack = ByteTrackerONNX(args)# 读取视频,解析帧数宽高,保存视频cap = cv2.VideoCapture(args.source)width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)frame_count = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT)video_writer = cv2.VideoWriter('demo.mp4', cv2.VideoWriter_fourcc(*"mp4v"), fps, (int(width), int(height)))frame_id = 1while True:start_time = time.time()ret, img = cap.read()if not ret:break# Inferenceboxes = model(img, conf_threshold=args.conf, iou_threshold=args.iou)# trackif args.is_track:boxes = bytetrack.inference(img, boxes)# Visualizeif len(boxes) > 0:model.draw_and_visualize(copy.deepcopy(img), boxes, video_writer, vis=False, save=True, is_track=args.is_track)end_time = time.time() - start_timeprint('frame {}/{} (Total time: {:.2f} ms)'.format(frame_id, int(frame_count), end_time * 1000))frame_id += 1

结果显示如下:

在这里插入图片描述

具体时间消耗:

预处理时间:0.005s(包含Pad)
推理时间:0.04~0.05s(Openvino)
推理时间:0.08~0.09s(ONNXRuntime)
后处理时间:0.001s
ByteTrack时间:0.001~0.002s
注:640×640下。

lap+cython-bbox安装

这篇关于YOLOv5-Openvino-ByteTrack【CPU】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!



http://www.chinasem.cn/article/792929

相关文章

java中查看函数运行时间和cpu运行时间

android开发调查性能问题中有一个现象,函数的运行时间远低于cpu执行时间,因为函数运行期间线程可能包含等待操作。native层可以查看实际的cpu执行时间和函数执行时间。在java中如何实现? 借助AI得到了答案 import java.lang.management.ManagementFactory;import java.lang.management.Threa

关于CPU的一点知识

首先说一下,CPU是干啥的: CPU所负责的就是解释和运行最终转换成机器语言的程序内容 我们需要知道的CPU结构:重点需要关注寄存器 运算器 简单说就是负责运算从内存读取到寄存器中的数据,可以看作一个数据加工厂,就是对寄存器中的数据做运算,这些运算包含基本的算术和逻辑运算。 算术逻辑单元(ALU) 这个是运算器中重要的一个组成,主要负责的就是对数据的处理,从而实现对数据的算术和

C# Onnx Yolov5 水果识别,人员识别,物品识别 人工智能

目录 先上效果 来电废话,但实用 网络成功案例实践易失败的原因 万物检测涉及技术  下载合集 关键代码 全部代码 实操vs2022安装关键 YOLO V5核心库编译 编写自己识别软件 更新相关依赖 标注字库文件 测试效果 名词解释YOLO 名词解释ONNX 源码 直播教学和作者 先上效果 来电废话,但实用 为何照做网络成功案例仍失败?软件与男

C++系统相关操作4 - 获取CPU(指令集)架构类型

1. 关键词2. sysutil.h3. sysutil.cpp4. 测试代码5. 运行结果6. 源码地址 1. 关键词 关键词: C++ 系统调用 CPU架构 指令集 跨平台 实现原理: Unix-like 系统: 可以通过 uname -m 命令获取 CPU 架构类型。Windows 系统: 可以通过环境变量 PROCESSOR_ARCHITECTURE 获取 CPU 架构类型。

判断CPU的大小端

原文出处:http://blog.sina.com.cn/s/blog_54f82cc201012c1k.html 下面的两个程序均可判断CPU的大小端问题 int i=1;       char *p=(char *)&i;       if(*p==1)                printf("Little_endian");   //Little_endian     e

【深度学习系列】全面指南:安装TensorFlow的CPU和GPU版本

本博客旨在为初学者提供一份全面的指南,介绍如何根据个人电脑的配置选择并安装适合的TensorFlow版本。内容涵盖了如何查看电脑显卡型号以确定是安装CPU还是GPU版本的TensorFlow,创建Python虚拟环境,以及使用conda命令查找可用的TensorFlow版本。同时,文章还提供了安装过程中可能遇到的问题及其解决方法,确保读者能够顺利完成安装过程,并开始他们的机器学习或深度学习项目。

计组期末复习-第五章CPU(白中英教材)

目录 一、微指令、微程序、微命令关系 二、绘制指令周期流程图 ADD R2,R0 SUB R1,R3 STO R1,[R2]  LAR (R3),R0 三、数据通路微操作类型判断 四、微程序控制方式 1. 微命令编码两种方式: 2. 水平型微指令格式 3.计算下地址字段位数 4.控制存储器容量的计算 五、流水线 1. 吞吐率、加速比计算 2. 周期 3. 冒险

cpu漏洞修复

关于CPU相关漏洞的修复处理_cpu漏洞如何修复 vulnerability spec store bypass: vulnera-CSDN博客

openeuler一个服务异常占用cpu的排查过程

1 环境 硬件环境:LS1046A   arm64  系统环境:openEuler release 22.03 (LTS-SP1)  +  Linux kernel 4.19.26 2 问题说明 我的硬件平台需要适配一下 openEuler release 22.03 (LTS-SP1) 但是目前只能使用原来硬件平台的内核,在适配的过程中,发现 一个内核线程始终占用一个cpu资源。

CPU飙升100%怎么办?字节跳动面试官告诉你答案!

小北说在前面 CPU占用率突然飙升是技术人员常遇到的一个棘手问题,它是一个与具体技术无关的普遍挑战。 这个问题可以很简单,也可以相当复杂。 有时候,只是一个死循环在作祟。 有时候,是死锁导致的。 有时候,代码中有不必要的同步块。 有时候,是大量计算密集型任务在运行。 有时候,是线程数过多引起的。 有时候,是频繁的上下文切换。 有时候,是内存不足的问题。 有时候,是频繁的垃圾回收。 有时候,