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Jason
2022-06-27 18:23:21 +08:00
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371
docs/ARM-Linux-Python-SDK-Inference.md Normal file
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@@ -0,0 +1,371 @@
# 简介
本文档以[千分类模型_MobileNetV3](https://ai.baidu.com/easyedge/app/openSource)为例，介绍FastDeploy中的模型SDK， 在**ARM Linux Python** 环境下:（1)图像推理部署步骤； （2）介绍模型推流全流程API，方便开发者了解项目后二次开发。其中ARM Linux C++请参考[ARM Linux C++环境下的推理部署](./ARM-Linux-CPP-SDK-Inference.md)文档。
**注意**：部分模型（如Tinypose、OCR等）仅支持图像推理，不支持视频推理。
<!--ts-->
* [简介](#简介)
* [环境准备](#环境准备)
* [1.SDK下载](#1sdk下载)
* [2.硬件支持](#2硬件支持)
* [3.python环境](#3python环境)
* [4.安装依赖](#4安装依赖)
* [4.1.安装paddlepaddle](#41安装paddlepaddle)
* [4.2.安装EasyEdge Python Wheel 包](#42安装easyedge-python-wheel-包)
* [快速开始](#快速开始)
* [1.文件结构说明](#1文件结构说明)
* [2.测试Demo](#2测试demo)
* [2.1预测图像](#21预测图像)
* [Demo API介绍](#demo-api介绍)
* [1.基础流程](#1基础流程)
* [2.初始化](#2初始化)
* [3.SDK参数配置](#3sdk参数配置)
* [4.预测图像](#4预测图像)
* [FAQ](#faq)
<!--te-->
# 环境准备
## 1.SDK下载
根据开发者模型、部署芯片、操作系统需要，在图像界面[飞桨开源模型](https://ai.baidu.com/easyedge/app/openSource)或[GIthub](https://github.com/PaddlePaddle/FastDeploy)中选择对应的SDK进行下载。
```shell
EasyEdge-Linux-x86--[部署芯片]
├──...
├──python # Linux Python SDK
├── # 特定Python版本的EasyEdge Wheel包, 二次开发可使用
├── BaiduAI_EasyEdge_SDK-1.3.1-cp36-cp36m-linux_aarch64.whl
├── infer_demo # demo体验完整文件
│ ├── demo_xxx.py # 包含前后处理的端到端推理demo文件
│ └── demo_serving.py # 提供http服务的demo文件
├── tensor_demo # 学习自定义算法前后处理时使用
│ └── demo_xxx.py
```
## 2.硬件支持
目前支持的ARM架构：aarch64 、armv7hf
## 3.python环境
> ARM Linux SDK仅支持Python 3.6
使用如下命令获取已安装的Python版本号。如果本机的版本不匹配，建议使用[pyenv](https://github.com/pyenv/pyenv)、[anaconda](https://www.anaconda.com/)等Python版本管理工具对SDK所在目录进行配置。
```shell
$python3 --version
```
接着使用如下命令确认pip的版本是否满足要求，要求pip版本为20.2.2或更高版本。详细的pip安装过程可以参考[官网教程](https://pip.pypa.io/en/stable/installation/)。
```shell
$python3 -m pip --version
```
## 4.安装依赖
### 4.1.安装paddlepaddle
根据具体的部署芯片（CPU/GPU）安装对应的PaddlePaddle的whl包。
`armv8 CPU平台`可以使用如下命令进行安装：
```shell
python3 -m pip install http://aipe-easyedge-public.bj.bcebos.com/easydeploy/paddlelite-2.11-cp36-cp36m-linux_aarch64.whl
```
### 4.2.安装EasyEdge Python Wheel 包
在`python`目录下，安装特定Python版本的EasyEdge Wheel包。`armv8 CPU平台`可以使用如下命令进行安装：
```shell
python3 -m pip install -U BaiduAI_EasyEdge_SDK-1.3.1-cp36-cp36m-linux_aarch64.whl
```
# 快速开始
## 1.文件结构说明
Python SDK文件结构如下：
```shell
.EasyEdge-Linux-x86--[部署芯片]
├── RES # 模型资源文件夹，一套模型适配不同硬件、OS和部署方式
│ ├── conf.json # Android、iOS系统APP名字需要
│ ├── label_list.txt # 模型标签文件
│ ├── model # 模型结构文件
│ ├── params # 模型参数文件
│ └── infer_cfg.json # 模型前后处理等配置文件
├── ReadMe.txt
├── cpp # C++ SDK 文件结构
└── python # Python SDK 文件
├── BaiduAI_EasyEdge_SDK-1.3.1-cp36-cp36m-linux_aarch64.whl #EasyEdge Python Wheel 包
├── infer_demo
├── demo_armv8_cpu.py # 图像推理
├── demo_serving.py # HTTP服务化推理
└── tensor_demo # 学习自定义算法前后处理时使用
├── demo_armv8_cpu.py
```
## 2.测试Demo
> 模型资源文件默认已经打包在开发者下载的SDK包中， 默认为`RES`目录。
### 2.1预测图像
使用infer_demo文件夹下的demo文件。
```bash
python3 demo_x86_cpu.py {模型RES文件夹} {测试图片路径}
```
运行效果示例：
<div align=center><img src="https://user-images.githubusercontent.com/54695910/175854068-28d27c0a-ef83-43ee-9e89-b65eed99b476.jpg" width="300"></div>
```shell
2022-06-14 14:40:16 INFO [EasyEdge] [demo_nvidia_gpu.py:38] 140518522509120: Init paddlefluid engine...
2022-06-14 14:40:20 INFO [EasyEdge] [demo_nvidia_gpu.py:38] 140518522509120: Paddle version: 2.2.2
{'confidence': 0.9012349843978882, 'index': 8, 'label': 'n01514859 hen'}
```
可以看到，运行结果为`index：8，label：hen`，通过imagenet [类别映射表](https://gist.github.com/yrevar/942d3a0ac09ec9e5eb3a)，可以找到对应的类别，即 'hen'，由此说明我们的预测结果正确。
# Demo API介绍
本章节主要结合[测试Demo](#2测试Demo)的Demo示例介绍推理API，方便开发者学习后二次开发。
## 1.基础流程
> ❗注意，请优先参考SDK中自带demo的使用流程和说明。遇到错误，请优先参考文件中的注释、解释、日志说明。
`infer_demo/demo_xx_xx.py`
```python
# 引入EasyEdge运行库
import BaiduAI.EasyEdge as edge
# 创建并初始化一个预测Progam；选择合适的引擎
pred = edge.Program()
pred.init(model_dir={RES文件夹路径}, device=edge.Device.CPU, engine=edge.Engine.PADDLE_FLUID) # x86_64 CPU
# pred.init(model_dir=_model_dir, device=edge.Device.GPU, engine=edge.Engine.PADDLE_FLUID) # x86_64 Nvidia GPU
# pred.init(model_dir=_model_dir, device=edge.Device.CPU, engine=edge.Engine.PADDLE_LITE) # armv8 CPU
# 预测图像
res = pred.infer_image({numpy.ndarray的图片})
# 关闭结束预测Progam
pred.close()
```
`infer_demo/demo_serving.py`
```python
import BaiduAI.EasyEdge as edge
from BaiduAI.EasyEdge.serving import Serving
# 创建并初始化Http服务
server = Serving(model_dir={RES文件夹路径}, license=serial_key)
# 运行Http服务
# 请参考同级目录下demo_xx_xx.py里:
# pred.init(model_dir=xx, device=xx, engine=xx, device_id=xx)
# 对以下参数device\device_id和engine进行修改
server.run(host=host, port=port, device=edge.Device.CPU, engine=edge.Engine.PADDLE_FLUID) # x86_64 CPU
# server.run(host=host, port=port, device=edge.Device.GPU, engine=edge.Engine.PADDLE_FLUID) # x86_64 Nvidia GPU
# server.run(host=host, port=port, device=edge.Device.CPU, engine=edge.Engine.PADDLE_LITE) # armv8 CPU
```
## 2.初始化
* 接口
```python
def init(self,
model_dir,
device=Device.CPU,
engine=Engine.PADDLE_FLUID,
config_file='conf.json',
preprocess_file='preprocess_args.json',
model_file='model',
params_file='params',
label_file='label_list.txt',
infer_cfg_file='infer_cfg.json',
device_id=0,
thread_num=1
):
"""
Args:
model_dir: str
device: BaiduAI.EasyEdge.Device，比如：Device.CPU
engine: BaiduAI.EasyEdge.Engine， 比如： Engine.PADDLE_FLUID
config_file: str
preprocess_file: str
model_file: str
params_file: str
label_file: str 标签文件
infer_cfg_file: 包含预处理、后处理信息的文件
device_id: int 设备ID
thread_num: int CPU的线程数
Raises:
RuntimeError, IOError
Returns:
bool: True if success
"""
```
若返回不是True，请查看输出日志排查错误原因。
## 3.SDK参数配置
使用 CPU 预测时，可以通过在 init 中设置 thread_num 使用多线程预测。如：
```python
pred.init(model_dir=_model_dir, device=edge.Device.CPU, engine=edge.Engine.PADDLE_FLUID, thread_num=4)
```
使用 GPU 预测时，可以通过在 init 中设置 device_id 指定需要的GPU device id。如：
```python
pred.init(model_dir=_model_dir, device=edge.Device.GPU, engine=edge.Engine.PADDLE_FLUID, device_id=0)
```
## 4.预测图像
* 接口
```python
def infer_image(self, img,
threshold=0.3,
channel_order='HWC',
color_format='BGR',
data_type='numpy'):
"""
Args:
img: np.ndarray or bytes
threshold: float
only return result with confidence larger than threshold
channel_order: string
channel order HWC or CHW
color_format: string
color format order RGB or BGR
data_type: string
仅在图像分割时有意义。 'numpy' or 'string'
'numpy': 返回已解析的mask
'string': 返回未解析的mask游程编码
Returns:
list
"""
```
* 返回格式: `[dict1, dict2, ...]`
| 字段 | 类型 | 取值 | 说明 |
| ---------- | -------------------- | --------- | ------------------------ |
| confidence | float | 0~1 | 分类或检测的置信度 |
| label | string | | 分类或检测的类别 |
| index | number | | 分类或检测的类别 |
| x1, y1 | float | 0~1 | 物体检测，矩形的左上角坐标 (相对长宽的比例值) |
| x2, y2 | float | 0~1 | 物体检测，矩形的右下角坐标（相对长宽的比例值） |
| mask | string/numpy.ndarray | 图像分割的mask | |
***关于矩形坐标***
x1 * 图片宽度 = 检测框的左上角的横坐标
y1 * 图片高度 = 检测框的左上角的纵坐标
x2 * 图片宽度 = 检测框的右下角的横坐标
y2 * 图片高度 = 检测框的右下角的纵坐标
可以参考 demo 文件中使用 opencv 绘制矩形的逻辑。
***结果示例***
i) 图像分类
```json
{
"index": 736,
"label": "table",
"confidence": 0.9
}
```
ii) 物体检测
```json
{
"index": 8,
"label": "cat",
"confidence": 1.0,
"x1": 0.21289,
"y1": 0.12671,
"x2": 0.91504,
"y2": 0.91211,
}
```
iii) 图像分割
```json
{
"name": "cat",
"score": 1.0,
"location": {
"left": ...,
"top": ...,
"width": ...,
"height": ...,
},
"mask": ...
}
```
mask字段中，data_type为`numpy`时，返回图像掩码的二维数组
```
{
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
}
其中1代表为目标区域，0代表非目标区域
```
data_type为`string`时，mask的游程编码，解析方式可参考 [demo](https://github.com/Baidu-AIP/EasyDL-Segmentation-Demo)
# FAQ
1.执行infer_demo文件时，提示your generated code is out of date and must be regenerated with protoc >= 3.19.0
进入当前项目，首先卸载protobuf
```shell
python3 -m pip uninstall protobuf
```
安装低版本protobuf
```shell
python3 -m pip install protobuf==3.19.0
```