yolo-使用onnxruntime部署yolov5目标检测算法.zip

# yolov5-onnxruntime 本文目录如下： - [ ] Python版onnxruntime部署Yolov5 - [ ] CPP版onnxruntime部署Yolov5 - [ ] TensorRT版onnxruntime部署Yolov5 ### ONNXRuntime(ORT) 关于ONNX这里就不在赘述了，一句话总计**ONNX可以摆脱框架的依赖**。一般的ONNX部署深度学习模型可以分为**Opencv部署**和**ONNXRuntime部署**，但是Opencv毕竟只是第三方的库，对ONNX的支持并不是很友好，而且好多的模型还是不支持的，如果要使用还需要去修改模型的源码才可以。所以这时就体现出ONNXRuntime的优势了，ONNXRuntime几乎可以在不修改的源码的基础上进行部署。支持ONNX的runtime就是类似于JVM将统一的ONNX格式的模型包运行起来，包括对ONNX模型进行解读，优化，运行。它的整个架构就像Java的JVM机制一样。具体可以参考[onnxruntime.ai](https://onnxruntime.ai/)的具体介绍。 ### 1 Python版用ONNXRuntime部署Yolov5 用Python部署yolov5模型几乎就是参照了源码的流程，。所以用python进行部署就会显得非常容易了，它主要如下的几个步骤： 1. 图片前处理阶段 2. 模型推理 3. 推理结果后处理 #### 1.1 图片预处理阶段 这部分是从Yolov3开始使用的图片预处理阶段，由于深度学习模型输入图片尺寸为正方形，而数据集中的图片一般为长方形，如果使用粗暴的使用resize会使图片失真，造成识别的误差。采用**letterbox**可以较好的解决这个问题。该方法可以保持图片的长宽比例，剩下的部分采用灰色填充(一般采用RGB色为114,114,114)。这部分实现代码如下： ```python def letterbox(img, new_shape=(640, 640), auto=False, scaleFill=False, scaleUp=True): """ python的信封图片缩放 :param img: 原图 :param new_shape: 缩放后的图片 :param color: 填充的颜色 :param auto: 是否为自动 :param scaleFill: 填充 :param scaleUp: 向上填充 :return: """ shape = img.shape[:2] # current shape[height,width] if isinstance(new_shape, int): new_shape = (new_shape, new_shape) r = min(new_shape[0] / shape[0], new_shape[1] / shape[1]) if not scaleUp: r = min(r, 1.0) # 确保不超过1 ration = r, r # width,height 缩放比例 new_unpad = int(round(shape[1] * r)), int(round(shape[0] * r)) dw, dh = new_shape[1] - new_unpad[0], new_shape[0] - new_unpad[1] if auto: dw, dh = np.mod(dw, 64), np.mod(dh, 64) elif scaleFill: dw, dh = 0.0, 0.0 new_unpad = (new_shape[1], new_shape[0]) ration = new_shape[1] / shape[1], new_shape[0] / shape[0] # 均分处理 dw /= 2 dh /= 2 if shape[::-1] != new_unpad: img = cv2.resize(img, new_unpad, interpolation=cv2.INTER_LINEAR) top, bottom = int(round(dh - 0.1)), int(round(dh + 0.1)) left, right = int(round(dw - 0.1)), int(round(dw + 0.1)) img = cv2.copyMakeBorder(img, top, bottom, left, right, cv2.BORDER_CONSTANT, value=(114, 114, 114)) # 添加边界 return img ``` letterbox算法的主要思想是：首先将最长的边缩放到目标尺寸，然后将最短的边再用灰色去填充。其余的就是处理如何去填充了，比如使图片位于正中间等一系列操作。具体实现就是上面的代码了。这里还需要实现一下**坐标还原**操作，就是将letterbox的操作取一下逆运算，这样才能保证检测的坐标是正确的。具体代码如下： ```python def scale_coords(img1_shape, coords, img0_shape, ratio_pad=None): """ 坐标还原 :param img1_shape: 旧图像的尺寸 :param coords: 坐标 :param img0_shape:新图像的尺寸 :param ratio_pad: 填充率 :return: """ if ratio_pad is None: # 从img0_shape中计算 gain = min(img1_shape[0] / img0_shape[0], img1_shape[1] / img0_shape[1]) # gain=old/new pad = (img1_shape[1] - img0_shape[1] * gain) / 2, (img1_shape[0] - img0_shape[0] * gain) / 2 else: gain = ratio_pad[0][0] pad = ratio_pad[1] coords[:, [0, 2]] -= pad[0] # x padding coords[:, [1, 3]] -= pad[1] # y padding coords[:, :4] /= gain clip_coords(coords, img0_shape) return coords ``` #### 1.2 模型推理 模型推理用Python来实现ONNXRuntime就非常简单了，差不多三行代码就可以实现。主要包括模型的读入、获得输入节点和获得输出节点以及最终的推理。该部分实现如下： ```python sess=onnxruntime.InferenceSession(self.weights)#加载模型 #获得输入节点 self.input_name=sess.get_inputs()[0].name#获得输入节点 #获得输出节点 self.output_name=sess.get_outputs()[0].name #执行推理获得原始的推理结果 pred=self.m.run(None,{self.input_name:img})[0]#执行推理 ``` #### 1.3 推理结果后处理 获得模型的推理结果，下一步就是对结果进行后处理。后处理过程主要包括对检查结果中剥离出检测框、置信度以及检测类别。我们都知道YOLO输出的结果格式为**[centerX,centerY,width,height,BoxConfidence,all_class_confidence]** 前四个是目标检测框的输出分别表示目标框的中心点坐标，宽和高，第五个为检测框的输出置信度，最后一个各个类别的预测概率。这也就是为什么YOLO的输出的大小为**预测类别+5**的原因。还有一点很重要的是在对识别结果进行置信度过滤时好多博主**都错误的把目标框的置信度当做YOLO输出的置信度**，仔细阅读YOLO源码可知YOLO实际的输出置信度为**目标检测框的置信度与类别的乘积**，这一点很重要，如果不这样处理将会发现好多置信度为1的输出。后处理代码如下： ```python def postprocess(self, pred, conf_threshold, iou_threshold): """ 检测结果的后处理阶段，对检测结果进行后处理 :param pred: 预测的原始结果 :param conf_threshold: 置信度的阈值 :param iou_threshold: iou的阈值 :return: 预测的检测框，预测的置信度及预测的类别 """ boxes = [] classIds = [] confidences = [] for detection in pred: scores = detection[5:] classID = np.argmax(scores) confidence = scores[classID] * detection[4] # 置信度为类别的概率和目标框概率值得乘积 if confidence > conf_threshold: box = detection[0:4] # 获取检测框的 (centerX, centerY, width, height) = box.astype("int") x = int(centerX - (width / 2)) y = int(centerY - (height / 2)) boxes.append([x, y, int(width), int(height)]) classIds.append(classID) confidences.append(float(confidence)) idxs = cv2.dnn.NMSBoxes(boxes, confidences, conf_threshold, iou_threshold) # 执行nms算法 pred_boxes = [] pred_confes = [] pred_classes = [] if len(idxs) > 0: for i in idxs.flatten(): confidence = confidences[i] if confidence >= self.threshold: pred_boxes.append(boxes[i]) pred_confes.append(confidence) pred_classes.append(classIds[i]) return pred_boxes, pred_confes, pred_classes ``` 剩下的就是画框函数了，如果没问题将会得到如下的输出： ``` output node: output output node: 345 output node: 403 output node: 461 ['output', '345', '403', '461'] input name images-----output_name---output input_shape: [1, 3, 640, 640] ``` 说明程序已经可以正常运行了。 ### 2 CPP版用ONNXRuntime部署Yolov5 用**cpp**语言来用ONNXRuntime部署YOLOv5就显得有点复杂了，其大致流程和前文的Python版本基本一致。复杂的就是ONNXRuntime这一部分的配置，不过ONNXRuntime基本上属于线性�