NVIDIA Jetson Nano 2GB 系列文章(65):执行部署的TensorRT加速引擎

很多开发人员在转换完TensorRT加速引擎之后,最后准备调用起来执行推理任务的时候,就遇到一些障碍。这个环节是需要开发人员自行撰写相关代码,去执行读入数据(前处理)、执行推理、显示结果(后处理)等工作,如下图最右边的部分。

1.jpg

这部分的麻烦之处,在于每个神经网络的结构不相同,并没有“通用”的代码可以适用于大部分的网络结构,需要针对指定神经网络去撰写对应的代码,最重要是需要清除这个模型的输入 (input bold) 与输出 (outpold) 的名称与张量结构。

本文以前面在 TAO 工具套件中使用的 ssd 神经网络为范例,提供基础的“前后处理”范例代码给读者参考,这是从 NVIDIA 中国区开发者社区所举办过多届 “Sky 黑客松”比赛中,所提供的开源内容中提取的重点,主要如下:

1、数据前处理:

    def _preprocess_trt(img, shape=(300, 300)):
    """TRT SSD推理前的数据前处理"""
    img = cv2.resize(img, shape)
    img = img.transpose((2, 0, 1)).astype(np.float32)
    return img

这里 “shape=(300,300)” 为张量的尺度,根据模型训练时的长宽两个变量,至于 transpose 里的 (2,0,1) 是固定的,不需调整。

2、数据后处理:

    def _postprocess_trt(img, output, conf_th, output_layout):
    """TRT SSD推理后的结果的数据处理步骤."""
    img_h, img_w, _ = img.shape
    boxes, confs, clss = [], [], []
    for prefix in range(0, len(output), output_layout):
        index = int(output[prefix+0])
        conf = float(output[prefix+2])
        if conf < conf_th:
            continue
        x1 = int(output[prefix+3] * img_w)
        y1 = int(output[prefix+4] * img_h)
        x2 = int(output[prefix+5] * img_w)
        y2 = int(output[prefix+6] * img_h)
        cls = int(output[prefix+1])
        boxes.append((x1, y1, x2, y2))
        confs.append(conf)
        clss.append(cls)
    return boxes, confs, clss   # 返回标框坐标、置信度、类别

这里最重要的 x1, y1,x2, y2 坐标值,必须根据 SSD 神经网络所定义的规范去进行修改,其他部分可以通用于大部分神经网络。

3、定义 TrtSSD 类封装运行 TRT SSD 所需的东西:

    class TrtSSD(object):
# 加载自定义组建,如果TRT版本小于7.0需要额外生成flattenconcat自定义组件库
    def _load_plugins(self):
        if trt.__version__[0] < '7':
            ctypes.CDLL("ssd/libflattenconcat.so")
        trt.init_libnvinfer_plugins(self.trt_logger, '')
#加载通过Transfer Learning Toolkit生成的推理引擎
    def _load_engine(self):
        TRTbin = 'ssd/TRT_%s.bin' % self.model  #请根据实际状况自行修改
        with open(TRTbin, 'rb') as f, trt.Runtime(self.trt_logger) as runtime:
            return runtime.deserialize_cuda_engine(f.read())
#通过加载的引擎,生成可执行的上下文
    def _create_context(self):
        for binding in self.engine:
            size = trt.volume(self.engine.get_binding_shape(binding)) * \
                   self.engine.max_batch_size
##注意:这里的host_mem需要时用pagelocked memory,以免内存被释放
            host_mem = cuda.pagelocked_empty(size, np.float32)
            cuda_mem = cuda.mem_alloc(host_mem.nbytes)
            self.bindings.append(int(cuda_mem))
            if self.engine.binding_is_input(binding):
                self.host_inputs.append(host_mem)
                self.cuda_inputs.append(cuda_mem)
            else:
                self.host_outputs.append(host_mem)
                self.cuda_outputs.append(cuda_mem)
        return self.engine.create_execution_context()
# 初始化引擎
    def __init__(self, model, input_shape, output_layout=7):
        self.model = model
        self.input_shape = input_shape
        self.output_layout = output_layout
        self.trt_logger = trt.Logger(trt.Logger.INFO)
        self._load_plugins()
        self.engine = self._load_engine()

        self.host_inputs = []
        self.cuda_inputs = []
        self.host_outputs = []
        self.cuda_outputs = []
        self.bindings = []
        self.stream = cuda.Stream()
        self.context = self._create_context()
# 释放引擎,释放GPU显存,释放CUDA流
    def __del__(self):
        del self.stream
        del self.cuda_outputs
        del self.cuda_inputs
# 利用生成的可执行上下文执行推理
    def detect(self, img, conf_th=0.3):
        img_resized = _preprocess_trt(img, self.input_shape)
        np.copyto(self.host_inputs[0], img_resized.ravel())
        # 将处理好的图片从CPU内存中复制到GPU显存
        cuda.memcpy_htod_async(
            self.cuda_inputs[0], self.host_inputs[0], self.stream)
        # 开始执行推理任务
        self.context.execute_async(
            batch_size=1,
            bindings=self.bindings,
            stream_handle=self.stream.handle)
        # 将推理结果输出从GPU显存复制到CPU内存
        cuda.memcpy_dtoh_async(
            self.host_outputs[1], self.cuda_outputs[1], self.stream)
        cuda.memcpy_dtoh_async(
            self.host_outputs[0], self.cuda_outputs[0], self.stream)
        self.stream.synchronize()

        output = self.host_outputs[0]
        return _postprocess_trt(img, output, conf_th, self.output_layout)

上面三个部分对不同神经网络都是不同的内容,如果要参考 YOLO 神经网络的对应内容,推荐参考 https://github.com/jkjung-avt... 开源项目,里面有完整的 YOLOv3 与 YOLOv4 的详细内容。

本文的开源代码可以在此链接下载完整的内容与配套的工具。

https://pan.baidu.com/s/1fGLB... 密码: 99et

推荐阅读
目录
极术微信服务号
关注极术微信号
实时接收点赞提醒和评论通知
安谋科技学堂公众号
关注安谋科技学堂
实时获取安谋科技及 Arm 教学资源
安谋科技招聘公众号
关注安谋科技招聘
实时获取安谋科技中国职位信息