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yolov8 瑞芯微RKNN和地平线Horizon芯片仿真测试部署

18 人参与  2024年03月25日 11:22  分类 : 《我的小黑屋》  评论

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特别说明:参考官方开源的yolov8代码、瑞芯微官方文档、地平线的官方文档,如有侵权告知删,谢谢。

模型和完整仿真测试代码,放在github上参考链接 模型和代码。

跟上技术的步伐,yolov8 首个板端芯片部署。

#2024年更新了更简单、更高效的部署博客(推荐使用)#

更简单、更高效的方式参考最新部署版本(推荐使用):【yolov8n 瑞芯微RKNN、地平线Horizon芯片部署、TensorRT部署,部署工程难度小、模型推理速度快】

1 模型和训练

  训练代码参考官方开源的yolov8训练代码,由于SiLU在有些板端芯片上还不支持,因此将其改为ReLU。

2 导出 yolov8 onnx

   后处理中有些算在板端芯片上效率低或者不支持,导出 onnx 需要将板端芯片不友好或不支持算子规避掉。导出onnx修改的部分。(注意以下步骤顺序不能乱,且有些步骤会运行保存,但只要能生成对应的文件就可以,报错不用管。)

第一步:
将pt只保存权重值,增加代码如下图。
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/34f9ca7f164a446aa31330bc09113e36.png

        # 保存权重值        import torch        self.model.fuse()        self.model.eval()        torch.save(self.model.state_dict(), './weights/Yolov8_dict.pt')        # self.model.load_state_dict(torch.load('./weights/Yolov8_dict.pt', map_location='cpu'))

修改后运行以下代码:

from ultralytics import YOLOmodel = YOLO('./weights/yolov8n_coco128.pt')results = model(task='detect', mode='predict', source='./images/test.jpg', line_thickness=3, show=True, save=True, device='cpu')

第二步:
导出onnx,去除不需要的算子。修改代码如下。
在这里插入图片描述

# headsclass Detect(nn.Module):    # YOLOv8 Detect head for detection models    dynamic = False  # force grid reconstruction    export = False  # export mode    shape = None    anchors = torch.empty(0)  # init    strides = torch.empty(0)  # init    def __init__(self, nc=80, ch=()):  # detection layer        super().__init__()        self.nc = nc  # number of classes        self.nl = len(ch)  # number of detection layers        self.reg_max = 16  # DFL channels (ch[0] // 16 to scale 4/8/12/16/20 for n/s/m/l/x)        self.no = nc + self.reg_max * 4  # number of outputs per anchor        self.stride = torch.zeros(self.nl)  # strides computed during build        c2, c3 = max((16, ch[0] // 4, self.reg_max * 4)), max(ch[0], self.nc)  # channels        self.cv2 = nn.ModuleList(            nn.Sequential(Conv(x, c2, 3), Conv(c2, c2, 3), nn.Conv2d(c2, 4 * self.reg_max, 1)) for x in ch)        self.cv3 = nn.ModuleList(nn.Sequential(Conv(x, c3, 3), Conv(c3, c3, 3), nn.Conv2d(c3, self.nc, 1)) for x in ch)        self.dfl = DFL(self.reg_max) if self.reg_max > 1 else nn.Identity()        # 导出 onnx 增加        self.conv1x1 = nn.Conv2d(16, 1, 1, bias=False).requires_grad_(False)        x = torch.arange(16, dtype=torch.float)        self.conv1x1.weight.data[:] = nn.Parameter(x.view(1, 16, 1, 1))    def forward(self, x):        shape = x[0].shape  # BCHW        y = []        for i in range(self.nl):            t1 = self.cv2[i](x[i])            t2 = self.cv3[i](x[i])            y.append(self.conv1x1(t1.view(t1.shape[0], 4, 16, -1).transpose(2, 1).softmax(1)))            # y.append(t2.sigmoid())            y.append(t2)        return y        for i in range(self.nl):            x[i] = torch.cat((self.cv2[i](x[i]), self.cv3[i](x[i])), 1)        if self.training:            return x        elif self.dynamic or self.shape != shape:            self.anchors, self.strides = (x.transpose(0, 1) for x in make_anchors(x, self.stride, 0.5))            self.shape = shape        box, cls = torch.cat([xi.view(shape[0], self.no, -1) for xi in x], 2).split((self.reg_max * 4, self.nc), 1)        dbox = dist2bbox(self.dfl(box), self.anchors.unsqueeze(0), xywh=True, dim=1) * self.strides        y = torch.cat((dbox, cls.sigmoid()), 1)        return y if self.export else (y, x)    def bias_init(self):        # Initialize Detect() biases, WARNING: requires stride availability        m = self  # self.model[-1]  # Detect() module        # cf = torch.bincount(torch.tensor(np.concatenate(dataset.labels, 0)[:, 0]).long(), minlength=nc) + 1        # ncf = math.log(0.6 / (m.nc - 0.999999)) if cf is None else torch.log(cf / cf.sum())  # nominal class frequency        for a, b, s in zip(m.cv2, m.cv3, m.stride):  # from            a[-1].bias.data[:] = 1.0  # box            b[-1].bias.data[:m.nc] = math.log(5 / m.nc / (640 / s) ** 2)  # cls (.01 objects, 80 classes, 640 img)

增加保存onnx模型代码,如下:
在这里插入图片描述

        # 导出 onnx 增加        import torch        self.model.fuse()        self.model.eval()        self.model.load_state_dict(torch.load('./weights/Yolov8_dict.pt', map_location='cpu'), strict=False)        print("===========  onnx =========== ")        dummy_input = torch.randn(1, 3, 640, 640)        input_names = ["data"]        output_names = ["cls1", "reg1", "cls2", "reg2", "cls3", "reg3"]        torch.onnx.export(self.model, dummy_input, "./weights/yolov8n_ZQ.onnx", verbose=False, input_names=input_names, output_names=output_names, opset_version=11)        print("======================== convert onnx Finished! .... ")

以上修改后完运行以下代码(注意和第一次运行的不一样,这次加载的是yaml):

from ultralytics import YOLOmodel = YOLO('./ultralytics/models/v8/yolov8n.yaml')results = model(task='detect', mode='predict', source='./images/test3.jpg', line_thickness=3, show=False, save=True, device='cpu')

3 yolov8 onnx 测试效果

onnx模型和测试完整代码,放在github上代码。
图片来源coco128
注:图片来源coco128

4 yolov8导出瑞芯微rknn和地平线horizon仿真测试

4.1 瑞芯微 rknn 仿真

  瑞芯微环境搭建和详细步骤参考上一篇 【瑞芯微RKNN模型转换和PC端仿真】。
  yolov8导出rknn模型代码和后处理参考 yolov8_rknn

4.2 地平线仿真

  地平线环境搭建和详细步骤参考上一篇 【地平线Horizon模型转换和PC端仿真测试】。
  yolov8导出地平线模型代码和后处理参考 yolov8_horizon

5 官方导出onnx方式进行瑞芯微rknn和地平线horizon仿真测试

yolov8 官方模型进行瑞芯微RKNN和地平线Horizon芯片仿真测试部署

6 rknn 板端C++部署

C++完整部署代码和模型示例

把板端C++代码的模型和时耗也给贴出来供大家参考,使用芯片rk3588。
在这里插入图片描述

7 yolov8seg 部署

想尝试yolov8seg的小伙伴看过来,参考链接yolov8seg完整部署代码和模型示例


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