前沿科技探索家 · 2021年09月06日

带你使用PaddleDetection玩转Windows下可视化部署

今年3月、4月我分别发布了两篇文章:《如何用PaddleDetection做一个完整的目标检测项目》以及《飞桨与PyQt的碰撞,图形化目标检测SoEasy》,为大家讲解了从模型训练到模型部署的全过程,其中模型部署基于Paddle预测库的Python接口。本篇将教大家通过PaddleDetection编译C++预测库,并将其封装成dll,实现PaddleDetection在Windows环境下的模型部署。

本文内容主要包括:

如何进行C++预测的编译(生成.sln解决方案)

如何将C++预测代码封装成一个dll
如何使用Python调用生成好的dll
如何使用C#调用生成好的dll
如何进行C++预测代码的编译(生成.sln解决方案)
使用工具Cmake vs2019社区版 Git(提前下载好git,不然在后期编译过程中会不成功)

预测代码来源:https://github.com/PaddlePadd...(注意选择master分支)

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依赖库:OpenCV:选择3.4.6版本https://sourceforge.net/proje...

Paddle预测库:选择win10下的cuda10版本。https://www.paddlepaddle.org....

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一、首先将上述需要依赖的OpenCV和预测库,PaddleDetection下载好,并保存在某个文件夹中。如下图是我存放的一个文件夹。

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二、将OpenCV添加到环境变量里面,如下图所示。

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三、利用Cmake软件进行编译。源码路径为cpp文件所在目录,因为里面有CMakeLists.txt文件,同时在该目录下创建了新的文件夹/out用于生成编译后的文件。

v2-8748837a00e77ce99653feeb06cca558_720w.jpg

四、点击Configure,选择vs2019 X64选项后,点击Generate。

v2-11973ee5e538fcebbdca4b763b716642_720w.jpg

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五、根据报错进行修改,主要修改cuda_lib、OpenCV、paddle_dir路径。

v2-3c4b9ea41c9b2e26a156695f2519727d_720w.jpg

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六、再次点击Generate。

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七、点击Open Project,同时我们在out文件夹下发现了生成了解决方案。

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八、针对“main”项目进行“重新生成”。同时一定要将模式配置成为Release。

v2-2854915e59bfe25d5f34acda885fcf0e_720w.jpg

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九、出现报错。

v2-4c1e63e2e2cdeb18f333cdf4081bfd3b_720w.jpg

十、修改报错---根据报错,应该是编译过程中,cudnn.lib寻找不正确。通过修改路径实现。方式为点击属性--连接器--输入--附加依赖项。

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十一、改正上述错误后的正确的形式。

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十二、重新生成,如下图是重新生成后的结果。

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十三、运行该生成的main.exe文件。方式为打开out/release文件,会发现有一个main.exe文件。利用命令行打开后,运行即可。运行过程中需要添加模型的路径以及预测图像的路径。

注意:此时此刻进行预测的模型是按照《如何使用PaddleDetection实现完整的项目》中export.py文件形式导出“__model__”和“__params__”的形式,但是在后续paddle的升级过程中,export.py文件不仅仅会导出“__model__”和“__params__”,还会导出一个infer_cfg.yml的文件。在这个过程中,是使用PaddleDetection-release0.3版本进行导出的,因为之前安装的paddle版本是1.7的,而目前的master分支是必须使用paddle2.0版本的。因此小伙伴们需要注意这个问题。

如下图是所示的模型保存后的结果形式,依旧使用水果检测的模型进行预测。

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其中yml文件内容

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十四、预测结果如下图所示,我们看到输出的结果中有检测框的坐标、置信度、类别信息。

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如下是在out文件夹生成的命名为“output.jpeg”的检测后图像

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十五、对代码进行一下小修改。之前我们需要在命令行中输入图像和模型的路径,在代码中添加图像和模型的路径,查看预测情况。修改src/main.cpp这个文件如下:

v2-4c1e63e2e2cdeb18f333cdf4081bfd3b_720w.jpg

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十六、修改上述两处代码后,设置“设为启动项目”,并点击“本地windows调试器”,直接查看输出的结果。

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至此,完成了第一步以及第一步的所有测试。

如何将C++预测代码封装成一个dll

一、 我们需要修改CMakeLists.txt文件,修改倒数第十三行,将add_executable(main src/http://main.cc src/http://preprocess_op.cc src/http://object_detector.cc) 变成ADD_library(main SHARED src/http://main.cc src/http://preprocess_op.cc src/http://object_detector.cc)

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二、按照上文继续重新cmake一次。

三、再次经历之前的cudnn的路径问题,同时需要在属性—常规—配置类型中修改成.dll文件。

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四、修改完上述内容后,点击“重新生成”,会发现out/release中出现了main.dll文件。

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五、看到dll后,我们仿佛看到了曙光,但是还是需要进行修改,因为这样我们才能被调用,我简化了http://main.cc文件中的内容,并且配置了dll的接口,代码如下。其中有两个dll的接口,其中“add”是为了测试。

#include <glog/logging.h>

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

#include "include/object_detector.h"


extern "C" __declspec(dllexport) void  Loadmodel();

extern "C" __declspec(dllexport) int add(int a, int b);

void PredictImage(const std::string& image_path,
    PaddleDetection::ObjectDetector* det);


int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
void Loadmodel() {

    std::string model_dir = "D:\\0524\\test\\model";
    std::string image_path = "D:\\0524\\test\\orange_71.jpg";
    std::string video_path = "";
    std::string run_mode = "fluid";
    bool use_gpu = true;

    // Load model and create a object detector
    PaddleDetection::ObjectDetector det(model_dir, use_gpu, run_mode);
    PredictImage(image_path, &det);

}


void PredictImage(const std::string& image_path,
    PaddleDetection::ObjectDetector* det) {
    // Open input image as an opencv cv::Mat object
    cv::Mat im = cv::imread(image_path, 1);
    // Store all detected result
    std::vector<PaddleDetection::ObjectResult> result;
    det->Predict(im, &result);
    for (const auto& item : result) {
        printf("class=%d confidence=%.2f rect=[%d %d %d %d]\n",
            item.class_id,
            item.confidence,
            item.rect[0],
            item.rect[1],
            item.rect[2],
            item.rect[3]);
    }
    // Visualization result
    auto labels = det->GetLabelList();
    auto colormap = PaddleDetection::GenerateColorMap(labels.size());
    cv::Mat vis_img = PaddleDetection::VisualizeResult(
        im, result, labels, colormap);
    std::vector<int> compression_params;
    compression_params.push_back(CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY);
    compression_params.push_back(95);
    cv::imwrite("output.jpeg", vis_img, compression_params);
    printf("Visualized output saved as output.jpeg\n");
}

六、继续点击“重新生成”,重新生成的dll就是下述步骤中我们即将调用的dll。

如何使用Python调用生成好的dll

在上一章节我们说了如何生成dll,这一章节,我们需要进行测试,在这里我们使用Python进行测试,利用Python调用dll。在生成的dll的文件中创建一个叫mian.py的Python文件。Python部分代码如下:

from ctypes import *
dll=CDLL("main.dll")
print(dll.add(1,2))
print(dll.Loadmodel())

运行Python代码,可以看到最终输出结果如下图:

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至此说明利用Python调用dll成功了。

如何使用C#调用生成好的dll

在上一个章节中我们说了如何使用Python调用dll,接着,我们尝试使用C#调用一个dll,此方式为工业上经常使用的一种方式。

一、首先创建一个C#的窗体应用程序。

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二、在改窗体应用程序中设置一个button事件。

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三、设置dll接口代码以及设置button,相关代码如下

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace WindowsFormsApp1
{
    public partial class Form1 : Form
    {

        int a = 3;
        int b = 2;
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();

        }
        [DllImport("main.dll", EntryPoint = "Loadmodel", CharSet = CharSet.Ansi)]
        public static extern void Loadmodel();

        [DllImport("main.dll", EntryPoint = "add", CharSet = CharSet.Ansi)]
        public static extern int add(int a, int b);
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            int c = add(a, b);
            Loadmodel();
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {

        }
    }
}

四、将C++ release路径下生成的文件全部复制到C#项目运行目录下,在C++的release文件中,有一些文件只有dll,没有对应的lib文件,这个时候,我们需要搜索到这些dll对应的lib文件,全部放在C#的运行目录下。(PS#这些对应的文件都在我们下载的paddle预测库中可以找到)

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五、点击“启动按钮”进行测试;

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六、我们在C#的运行目录下发现了生成了一张output.jpeg图片,证明我们调用成功

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至此,该系列文章基本上完成了从训练到部署的所有流程,十分感谢在写作过程中飞桨同学的帮助,非常感谢高松鹤、梁钰同学的大力帮助。后续会根据飞桨针对C++预测的更新,继续更新完善该文章。

更多资源
更多PaddleDetection的应用方法,欢迎访问项目地址:

GitHub: https://github.com/PaddlePadd...

Gitee: https://gitee.com/paddlepaddl...

如在使用过程中有问题,可加入飞桨官方QQ群进行交流:703252161。

如果您想详细了解更多飞桨的相关内容,请参阅以下文档。

官网地址:https://www.paddlepaddle.org.cn

飞桨开源框架项目地址:

GitHub:https://github.com/PaddlePadd...

Gitee: https://gitee.com/paddlepaddle/

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