RT-DETR+Flask实现目标检测推理案例

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筋斗云
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今天,带大家利用RT-DETR(我们可以换成任意一个模型)+Flask来实现一个目标检测平台小案例,其实现效果如下:

目标检测案例

这个案例很简单,就是让我们上传一张图像,随后选择一下置信度,即可检测出图像中的目标,那么具体该如何实现呢?

RT-DETR模型推理

在先前的学习过程中,博主对RT-DETR进行来了简要的介绍,作为百度提出的实时性目标检测模型,其无论是速度还是精度均取得了较为理想的效果,今天则主要介绍一下RT-DETR的推理过程,与先前使用DETR中使用pth权重与网络结构相结合的推理方式不同,RT-DETR中使用的是onnx这种权重文件,因此,我们需要先对onnx文件进行一个简单了解:
在这里插入图片描述

ONNX模型文件

import onnx # 加载模型 model = onnx.load('onnx_model.onnx') # 检查模型格式是否完整及正确 onnx.checker.check_model(model) # 获取输出层,包含层名称、维度信息 output = self.model.graph.output print(output) 

在原本的DETR类目标检测算法中,推理是采用权重文件与模型结构代码相结合的方式,而在RT-DETR中,则采用onnx模型文件来进行推理,即只需要该模型文件即可。

首先是将pth文件与模型结构进行匹配,从而导出onnx模型文件

"""by lyuwenyu """  import os  import sys sys.path.insert(0, os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), '..'))  import argparse import numpy as np   from src.core import YAMLConfig  import torch import torch.nn as nn    def main(args, ):     """main     """     cfg = YAMLConfig(args.config, resume=args.resume)      if args.resume:         checkpoint = torch.load(args.resume, map_location='cpu')          if 'ema' in checkpoint:             state = checkpoint['ema']['module']         else:             state = checkpoint['model']     else:         raise AttributeError('only support resume to load model.state_dict by now.')      # NOTE load train mode state -> convert to deploy mode     cfg.model.load_state_dict(state)      class Model(nn.Module):         def __init__(self, ) -> None:             super().__init__()             self.model = cfg.model.deploy()             self.postprocessor = cfg.postprocessor.deploy()             print(self.postprocessor.deploy_mode)                      def forward(self, images, orig_target_sizes):             outputs = self.model(images)             return self.postprocessor(outputs, orig_target_sizes)           model = Model()      dynamic_axes = {         'images': {0: 'N', },         'orig_target_sizes': {0: 'N'}     }      data = torch.rand(1, 3, 640, 640)     size = torch.tensor([[640, 640]])      torch.onnx.export(         model,          (data, size),          args.file_name,         input_names=['images', 'orig_target_sizes'],         output_names=['labels', 'boxes', 'scores'],         dynamic_axes=dynamic_axes,         opset_version=16,          verbose=False     )       if args.check:         import onnx         onnx_model = onnx.load(args.file_name)         onnx.checker.check_model(onnx_model)         print('Check export onnx model done...')       if args.simplify:         import onnxsim         dynamic = True          input_shapes = {'images': data.shape, 'orig_target_sizes': size.shape} if dynamic else None         onnx_model_simplify, check = onnxsim.simplify(args.file_name, input_shapes=input_shapes, dynamic_input_shape=dynamic)         onnx.save(onnx_model_simplify, args.file_name)         print(f'Simplify onnx model {check}...') if __name__ == '__main__':      parser = argparse.ArgumentParser()     parser.add_argument('--config', '-c',  default="D:\graduate\programs\RT-DETR-main\RT-DETR-main//rtdetr_pytorch\configs/rtdetr/rtdetr_r18vd_6x_coco.yml",type=str, )     parser.add_argument('--resume', '-r', default="D:\graduate\programs\RT-DETR-main\RT-DETR-main/rtdetr_pytorch/tools\output/rtdetr_r18vd_6x_coco\checkpoint0024.pth",type=str, )     parser.add_argument('--file-name', '-f', type=str, default='model.onnx')     parser.add_argument('--check',  action='store_true', default=False,)     parser.add_argument('--simplify',  action='store_true', default=False,)      args = parser.parse_args()      main(args)  

随后,便是利用onnx模型文件进行目标检测推理过程了
onnx也有自己的一套流程:

onnx前向InferenceSession的使用

关于onnx的前向推理,onnx使用了onnxruntime计算引擎。
onnx runtime是一个用于onnx模型的推理引擎。微软联合Facebook等在2017年搞了个深度学习以及机器学习模型的格式标准–ONNX,顺路提供了一个专门用于ONNX模型推理的引擎(onnxruntime)。

import onnxruntime # 创建一个InferenceSession的实例,并将模型的地址传递给该实例 sess = onnxruntime.InferenceSession('onnxmodel.onnx') # 调用实例sess的润方法进行推理 outputs = sess.run(output_layers_name, {input_layers_name: x}) 

推理详细代码

推理代码如下:

import torch import onnxruntime as ort from PIL import Image, ImageDraw from torchvision.transforms import ToTensor  if __name__ == "__main__":     ##################     classes = ['car','truck',"bus"]     ##################     # print(onnx.helper.printable_graph(mm.graph))     #############     img_path = "1.jpg"     #############     im = Image.open(img_path).convert('RGB')     im = im.resize((640, 640))     im_data = ToTensor()(im)[None]     print(im_data.shape)      size = torch.tensor([[640, 640]])     sess = ort.InferenceSession("model.onnx")     import time     start = time.time()     output = sess.run(         output_names=['labels', 'boxes', 'scores'],         #output_names=None,         input_feed={'images': im_data.data.numpy(), "orig_target_sizes": size.data.numpy()}     )     end = time.time()     fps = 1.0 / (end - start)     print(fps)     # print(type(output))     # print([out.shape for out in output])      labels, boxes, scores = output      draw = ImageDraw.Draw(im)     thrh = 0.6      for i in range(im_data.shape[0]):          scr = scores[i]         lab = labels[i][scr > thrh]         box = boxes[i][scr > thrh]          print(i, sum(scr > thrh))         #print(lab)         print(f'box:{box}')         for l, b in zip(lab, box):             draw.rectangle(list(b), outline='red',)             print(l.item())              draw.text((b[0], b[1] - 10), text=str(classes[l.item()]), fill='blue', )     #############     im.save('2.jpg')     ############# 

前端代码

前端代码包含两部分,一个是上传页面,一个是显示页面

上传页面如下:

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head>     <meta charset="UTF-8">     <meta name="viewport" content="initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />     <title></title>     <script src="http://www.jq22.com/jquery/jquery-1.10.2.js"></script>     <style>         #addCommodityIndex {             text-align: center;             width: 300px;             height: 340px;             position: absolute;             left: 50%;             top: 50%;             margin: -200px 0 0 -200px;             border: solid #ccc 1px;             padding: 35px;         }                  #imghead {             cursor: pointer;         }          .btn {             width: 100%;             height: 40px;             text-align: center;         }     </style>     <link rel="stylesheet" href="../static/css/bootstrap.min.css"  crossorigin="anonymous"> </head>  <body>      <div id="addCommodityIndex">         <h2>目标检测</h2>         <div class="form-group row">             <form id="upload"  action="/upload" enctype="multipart/form-data" method="POST">                 <img src="">                 <div class="form-group row">                     <label>上传图像</label>                     <input type="file" class="form-control"  name='file'>                 </div>                 <div class="form-group row">                     <label>选择置信度</label>                     <select class="form-control" name="score" id="exampleFormControlSelect1">                         <option value="0.5">0.5</option>                         <option value="0.6">0.6</option>                         <option value="0.7">0.7</option>                         <option value="0.8">0.8</option>                         <option value="0.9">0.9</option>                     </select>                 </div>                 <div class="form-group row">                 <div class="btn"><input type="submit" class="btn btn-success" value="提交图像" /></div>                 </div>             </form>         </div>     </div>  </body> </html> 

显示页面:

<!DOCTYPE html> <html lang="en">  <head>     <meta charset="UTF-8">     <meta name="viewport" content="initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />     <title></title>     <script src="http://www.jq22.com/jquery/jquery-1.10.2.js"></script>     <style>         #addCommodityIndex {             text-align: center;             position: absolute;             left: 40%;             top: 50%;             margin: -200px 0 0 -200px;             border: solid #ccc 1px;         }         #imghead {             cursor: pointer;         }         .result {             width: 100%;             height: 100%;             text-align: center;         }     </style>     <link rel="stylesheet" href="../static/css/bootstrap.min.css"  crossorigin="anonymous"> </head>  <body>  <div id="addCommodityIndex"> <div class="card mb-3" style="max-width: 680px;">     <div class="row no-gutters">         <div class="col-md-5">             <img src="../static/img/result.jpg" class="result">         </div>         <div class="col-md-5">             <div class="card-body">                 <h5 class="card-title">检测结果</h5>                 <p class="card-text">目标数量:{{num}}</p>                 <p class="card-text">检测速度:{{fps}}/</p>                 <a  href="/home" class="btn btn-success">继续提交</a>             </div>         </div>     </div> </div> </div> </body> </html> 

Flask框架代码:

# -*- coding: utf-8 -*- from flask import Flask,request,render_template import json import os import time app = Flask(__name__) import infer @app.route('/home',methods=['GET']) def home():     return render_template('upload.html')  @app.route('/upload',methods=['GET','POST']) def upload():     if request.method == 'POST':         f = request.files['file'] #获取数据流         rootPath = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) #根目录路径         #创建存储文件的文件夹,使用时间戳防止重名覆盖         file_path = 'static/upload/' + str(int(time.time()))         absolute_path = os.path.join(rootPath,file_path).replace('\\','/') #存储文件的绝对路径,window路径显示\\要转化/         if not os.path.exists(absolute_path): #不存在改目录则会自动创建             os.makedirs(absolute_path)         save_file_name = os.path.join(absolute_path,f.filename).replace('\\','/') #文件存储路径(包含文件名)         f.save(save_file_name)         score=request.values.to_dict().get("score")         num,fps=infer.inference(save_file_name,score)          #return json.dumps({'code':200,'url':url_path},ensure_ascii=False)         return render_template("show.html",num=num,fps=fps)  app.run(port='5000',debug=True) 

上述项目博主已经上传到github上

git init git add README.md git commit -m "first commit" git branch -M main git remote add origin https://github.com/pengxiang1998/rt-detr.git git push -u origin main 

项目地址

在使用onnx时,安装了onnxruntime后,出现了下面的错误:

ImportError: cannot import name 'create_and_register_allocator_v2' from 'onnxruntime.capi._pybind_state' 

这是由于onnxruntime-gpu版本与CUDA、CuDNN版本不匹配导致的,可以查看下面的网址来查看匹配版本

https://onnxruntime.ai/docs/execution-providers/CUDA-ExecutionProvider.html 

在这里插入图片描述
随后又出现错误:

> This ORT build has ['TensorrtExecutionProvider', > 'CUDAExecutionProvider', 'CPUExecutionProvider'] enabled. Since ORT > 1.9, you are required to explicitly set the providers parameter when instantiating InferenceSession. For example, > onnxruntime.InferenceSession(..., > providers=['TensorrtExecutionProvider', 

这是由于InferenceSession中没有提供对应的provider,修改代码如下:

if torch.cuda.is_available():         print("GPU")         sess = ort.InferenceSession("model.onnx", None, providers=["CUDAExecutionProvider"])     else:         print("CPU")         sess= ort.InferenceSession("model.onnx", None) 

随后运行,发现安装了onnxruntime-gpu后的速度竟然满了下来,fps仅为0.2,而原本使用onnxruntime的fps则为7左右,这到底是怎么回事呢?

在这里插入图片描述

YOLO集成推理

而在YOLO集成的RT-DETR项目中,训练得到的权重 文件为.pt,在推理时需要与RT-DETR搭配使用,从而实现推理过程:
需要注意的是,由于YOLO里面集成了多种模型,因此为了具有适配性,其代码都具有通用性

from ultralytics.models import RTDETR if __name__ == '__main__':     model=RTDETR("weights/best.pt")     model.predict(source="images/1.mp4",save=True,conf=0.6) 

随后执行predict,代码如下:

def predict(         self,         source: Union[str, Path, int, list, tuple, np.ndarray, torch.Tensor] = None,         stream: bool = False,         predictor=None,         **kwargs,     ) -> list:         if source is None:             source = ASSETS             LOGGER.warning(f"WARNING ⚠️ 'source' is missing. Using 'source={source}'.")          is_cli = (ARGV[0].endswith("yolo") or ARGV[0].endswith("ultralytics")) and any(             x in ARGV for x in ("predict", "track", "mode=predict", "mode=track")         )          custom = {"conf": 0.25, "batch": 1, "save": is_cli, "mode": "predict"}  # method defaults         args = {**self.overrides, **custom, **kwargs}  # highest priority args on the right         prompts = args.pop("prompts", None)  # for SAM-type models          if not self.predictor:             self.predictor = predictor or self._smart_load("predictor")(overrides=args, _callbacks=self.callbacks)             self.predictor.setup_model(model=self.model, verbose=is_cli)         else:  # only update args if predictor is already setup             self.predictor.args = get_cfg(self.predictor.args, args)             if "project" in args or "name" in args:                 self.predictor.save_dir = get_save_dir(self.predictor.args)         if prompts and hasattr(self.predictor, "set_prompts"):  # for SAM-type models             self.predictor.set_prompts(prompts)         return self.predictor.predict_cli(source=source) if is_cli else self.predictor(source=source, stream=stream) 

这部分代码在功能上具有复用性,因此在理解上存在一定难度。

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