Update YOLOv8-ONNXRuntime-CPP (#3455)
Co-authored-by: pre-commit-ci[bot] <66853113+pre-commit-ci[bot]@users.noreply.github.com> Co-authored-by: Glenn Jocher <glenn.jocher@ultralytics.com>pull/3511/head
parent
1c4a363497
commit
69a2d70a78
5 changed files with 453 additions and 0 deletions
@ -0,0 +1,54 @@ |
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# YOLOv8 OnnxRuntime C++ |
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This example demonstrates how to perform inference using YOLOv8 in C++ with ONNX Runtime and OpenCV's API. |
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We recommend using Visual Studio to build the project. |
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## Benefits |
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- Friendly for deployment in the industrial sector. |
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- Faster than OpenCV's DNN inference on both CPU and GPU. |
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- Supports CUDA acceleration. |
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- Easy to add FP16 inference (using template functions). |
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## Exporting YOLOv8 Models |
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To export YOLOv8 models, use the following Python script: |
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```python |
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from ultralytics import YOLO |
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# Load a YOLOv8 model |
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model = YOLO("yolov8n.pt") |
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# Export the model |
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model.export(format="onnx", opset=12, simplify=True, dynamic=False, imgsz=640) |
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``` |
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## Dependencies |
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| Dependency | Version | |
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| ----------------------- | -------- | |
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| Onnxruntime-win-x64-gpu | >=1.14.1 | |
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| OpenCV | >=4.0.0 | |
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| C++ | >=17 | |
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Note: The dependency on C++17 is due to the usage of the C++17 filesystem feature. |
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## Usage |
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```c++ |
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// CPU inference |
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DCSP_INIT_PARAM params{ model_path, YOLO_ORIGIN_V8, {imgsz_w, imgsz_h}, class_num, 0.1, 0.5, false}; |
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// GPU inference |
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DCSP_INIT_PARAM params{ model_path, YOLO_ORIGIN_V8, {imgsz_w, imgsz_h}, class_num, 0.1, 0.5, true}; |
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// Load your image |
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cv::Mat img = cv::imread(img_path); |
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char* ret = p1->CreateSession(params); |
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ret = p->RunSession(img, res); |
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``` |
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This repository should also work for YOLOv5, which needs a permute operator for the output of the YOLOv5 model, but this has not been implemented yet. |
@ -0,0 +1,271 @@ |
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#include "inference.h" |
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#include <regex> |
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#define benchmark |
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#define ELOG |
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DCSP_CORE::DCSP_CORE() |
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{ |
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} |
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DCSP_CORE::~DCSP_CORE() |
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{ |
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delete session; |
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} |
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template<typename T> |
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char* BlobFromImage(cv::Mat& iImg, T& iBlob) |
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{ |
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int channels = iImg.channels(); |
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int imgHeight = iImg.rows; |
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int imgWidth = iImg.cols; |
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for (int c = 0; c < channels; c++) |
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{ |
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for (int h = 0; h < imgHeight; h++) |
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{ |
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for (int w = 0; w < imgWidth; w++) |
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{ |
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iBlob[c * imgWidth * imgHeight + h * imgWidth + w] = (std::remove_pointer<T>::type)((iImg.at<cv::Vec3b>(h, w)[c]) / 255.0f); |
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} |
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} |
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} |
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return RET_OK; |
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} |
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char* PostProcess(cv::Mat& iImg, std::vector<int> iImgSize, cv::Mat& oImg) |
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{ |
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cv::Mat img = iImg.clone(); |
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cv::resize(iImg, oImg, cv::Size(iImgSize.at(0), iImgSize.at(1))); |
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if (img.channels() == 1) |
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{ |
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cv::cvtColor(oImg, oImg, cv::COLOR_GRAY2BGR); |
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} |
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cv::cvtColor(oImg, oImg, cv::COLOR_BGR2RGB); |
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|
return RET_OK; |
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} |
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char* DCSP_CORE::CreateSession(DCSP_INIT_PARAM &iParams) |
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{ |
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char* Ret = RET_OK; |
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std::regex pattern("[\u4e00-\u9fa5]"); |
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bool result = std::regex_search(iParams.ModelPath, pattern); |
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if (result) |
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{ |
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Ret = "[DCSP_ONNX]:model path error.change your model path without chinese characters."; |
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std::cout << Ret << std::endl; |
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return Ret; |
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} |
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try |
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{ |
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rectConfidenceThreshold = iParams.RectConfidenceThreshold; |
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iouThreshold = iParams.iouThreshold; |
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|
imgSize = iParams.imgSize; |
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modelType = iParams.ModelType; |
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env = Ort::Env(ORT_LOGGING_LEVEL_WARNING, "Yolo"); |
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Ort::SessionOptions sessionOption; |
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if (iParams.CudaEnable) |
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{ |
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cudaEnable = iParams.CudaEnable; |
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OrtCUDAProviderOptions cudaOption; |
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cudaOption.device_id = 0; |
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sessionOption.AppendExecutionProvider_CUDA(cudaOption); |
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//OrtOpenVINOProviderOptions ovOption;
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//sessionOption.AppendExecutionProvider_OpenVINO(ovOption);
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} |
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sessionOption.SetGraphOptimizationLevel(GraphOptimizationLevel::ORT_ENABLE_ALL); |
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sessionOption.SetIntraOpNumThreads(iParams.IntraOpNumThreads); |
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|
sessionOption.SetLogSeverityLevel(iParams.LogSeverityLevel); |
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|
int ModelPathSize = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, iParams.ModelPath.c_str(), static_cast<int>(iParams.ModelPath.length()), nullptr, 0); |
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|
wchar_t* wide_cstr = new wchar_t[ModelPathSize + 1]; |
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|
MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, iParams.ModelPath.c_str(), static_cast<int>(iParams.ModelPath.length()), wide_cstr, ModelPathSize); |
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|
wide_cstr[ModelPathSize] = L'\0'; |
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const wchar_t* modelPath = wide_cstr; |
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session = new Ort::Session(env, modelPath, sessionOption); |
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Ort::AllocatorWithDefaultOptions allocator; |
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size_t inputNodesNum = session->GetInputCount(); |
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|
for (size_t i = 0; i < inputNodesNum; i++) |
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{ |
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|
Ort::AllocatedStringPtr input_node_name = session->GetInputNameAllocated(i, allocator); |
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|
char* temp_buf = new char[50]; |
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|
strcpy(temp_buf, input_node_name.get()); |
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|
inputNodeNames.push_back(temp_buf); |
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} |
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|
size_t OutputNodesNum = session->GetOutputCount(); |
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|
for (size_t i = 0; i < OutputNodesNum; i++) |
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{ |
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|
Ort::AllocatedStringPtr output_node_name = session->GetOutputNameAllocated(i, allocator); |
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|
char* temp_buf = new char[10]; |
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|
strcpy(temp_buf, output_node_name.get()); |
||||||
|
outputNodeNames.push_back(temp_buf); |
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|
} |
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|
options = Ort::RunOptions{ nullptr }; |
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|
WarmUpSession(); |
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|
//std::cout << OrtGetApiBase()->GetVersionString() << std::endl;;
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Ret = RET_OK; |
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return Ret; |
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} |
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catch (const std::exception& e) |
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{ |
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const char* str1 = "[DCSP_ONNX]:"; |
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const char* str2 = e.what(); |
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std::string result = std::string(str1) + std::string(str2); |
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|
char* merged = new char[result.length() + 1]; |
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|
std::strcpy(merged, result.c_str()); |
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|
std::cout << merged << std::endl; |
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delete[] merged; |
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//return merged;
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return "[DCSP_ONNX]:Create session failed."; |
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} |
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|
} |
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|
char* DCSP_CORE::RunSession(cv::Mat &iImg, std::vector<DCSP_RESULT>& oResult) |
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{ |
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#ifdef benchmark |
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|
clock_t starttime_1 = clock(); |
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#endif // benchmark
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char* Ret = RET_OK; |
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|
cv::Mat processedImg; |
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|
PostProcess(iImg, imgSize, processedImg); |
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|
if (modelType < 4) |
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|
{ |
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|
float* blob = new float[processedImg.total() * 3]; |
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|
BlobFromImage(processedImg, blob); |
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|
std::vector<int64_t> inputNodeDims = { 1,3,imgSize.at(0),imgSize.at(1) }; |
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|
TensorProcess(starttime_1, iImg, blob, inputNodeDims, oResult); |
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} |
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return Ret; |
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} |
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|
template<typename N> |
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char* DCSP_CORE::TensorProcess(clock_t& starttime_1, cv::Mat& iImg, N& blob, std::vector<int64_t>& inputNodeDims, std::vector<DCSP_RESULT>& oResult) |
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|
{ |
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|
Ort::Value inputTensor = Ort::Value::CreateTensor<std::remove_pointer<N>::type>(Ort::MemoryInfo::CreateCpu(OrtDeviceAllocator, OrtMemTypeCPU), blob, 3 * imgSize.at(0) * imgSize.at(1), inputNodeDims.data(), inputNodeDims.size()); |
||||||
|
#ifdef benchmark |
||||||
|
clock_t starttime_2 = clock(); |
||||||
|
#endif // benchmark
|
||||||
|
auto outputTensor = session->Run(options, inputNodeNames.data(), &inputTensor, 1, outputNodeNames.data(), outputNodeNames.size()); |
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|
#ifdef benchmark |
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|
clock_t starttime_3 = clock(); |
||||||
|
#endif // benchmark
|
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|
Ort::TypeInfo typeInfo = outputTensor.front().GetTypeInfo(); |
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|
auto tensor_info = typeInfo.GetTensorTypeAndShapeInfo(); |
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|
std::vector<int64_t>outputNodeDims = tensor_info.GetShape(); |
||||||
|
std::remove_pointer<N>::type* output = outputTensor.front().GetTensorMutableData<std::remove_pointer<N>::type>(); |
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|
delete blob; |
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|
switch (modelType) |
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|
{ |
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|
case 1: |
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{ |
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|
int strideNum = outputNodeDims[2]; |
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|
int signalResultNum = outputNodeDims[1]; |
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|
std::vector<int> class_ids; |
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|
std::vector<float> confidences; |
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|
std::vector<cv::Rect> boxes; |
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|
cv::Mat rowData(signalResultNum, strideNum, CV_32F, output); |
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rowData = rowData.t(); |
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|
float* data = (float*)rowData.data; |
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|
float x_factor = iImg.cols / 640.; |
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|
float y_factor = iImg.rows / 640.; |
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for (int i = 0; i < strideNum; ++i) |
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|
{ |
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|
float* classesScores = data + 4; |
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|
cv::Mat scores(1, classesNum, CV_32FC1, classesScores); |
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|
cv::Point class_id; |
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|
double maxClassScore; |
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|
cv::minMaxLoc(scores, 0, &maxClassScore, 0, &class_id); |
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|
if (maxClassScore > rectConfidenceThreshold) |
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|
{ |
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|
confidences.push_back(maxClassScore); |
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|
class_ids.push_back(class_id.x); |
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|
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|
float x = data[0]; |
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float y = data[1]; |
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|
float w = data[2]; |
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|
float h = data[3]; |
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|
int left = int((x - 0.5 * w) * x_factor); |
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|
int top = int((y - 0.5 * h) * y_factor); |
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|
int width = int(w * x_factor); |
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|
int height = int(h * y_factor); |
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|
boxes.push_back(cv::Rect(left, top, width, height)); |
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|
} |
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|
data += signalResultNum; |
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} |
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|
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|
std::vector<int> nmsResult; |
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|
cv::dnn::NMSBoxes(boxes, confidences, rectConfidenceThreshold, iouThreshold, nmsResult); |
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|
for (int i = 0; i < nmsResult.size(); ++i) |
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|
{ |
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|
int idx = nmsResult[i]; |
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|
DCSP_RESULT result; |
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|
result.classId = class_ids[idx]; |
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|
result.confidence = confidences[idx]; |
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|
result.box = boxes[idx]; |
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|
oResult.push_back(result); |
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|
} |
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|
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|
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|
#ifdef benchmark |
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|
clock_t starttime_4 = clock(); |
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|
double pre_process_time = (double)(starttime_2 - starttime_1) / CLOCKS_PER_SEC * 1000; |
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|
double process_time = (double)(starttime_3 - starttime_2) / CLOCKS_PER_SEC * 1000; |
||||||
|
double post_process_time = (double)(starttime_4 - starttime_3) / CLOCKS_PER_SEC * 1000; |
||||||
|
if (cudaEnable) |
||||||
|
{ |
||||||
|
std::cout << "[DCSP_ONNX(CUDA)]: " << pre_process_time << "ms pre-process, " << process_time << "ms inference, " << post_process_time << "ms post-process." << std::endl; |
||||||
|
} |
||||||
|
else |
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|
{ |
||||||
|
std::cout << "[DCSP_ONNX(CPU)]: " << pre_process_time << "ms pre-process, " << process_time << "ms inference, " << post_process_time << "ms post-process." << std::endl; |
||||||
|
} |
||||||
|
#endif // benchmark
|
||||||
|
|
||||||
|
break; |
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|
} |
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|
} |
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|
char* Ret = RET_OK; |
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|
return Ret; |
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|
} |
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|
|
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|
|
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|
char* DCSP_CORE::WarmUpSession() |
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|
{ |
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|
clock_t starttime_1 = clock(); |
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|
char* Ret = RET_OK; |
||||||
|
cv::Mat iImg = cv::Mat(cv::Size(imgSize.at(0), imgSize.at(1)), CV_8UC3); |
||||||
|
cv::Mat processedImg; |
||||||
|
PostProcess(iImg, imgSize, processedImg); |
||||||
|
if (modelType < 4) |
||||||
|
{ |
||||||
|
float* blob = new float[iImg.total() * 3]; |
||||||
|
BlobFromImage(processedImg, blob); |
||||||
|
std::vector<int64_t> YOLO_input_node_dims = { 1,3,imgSize.at(0),imgSize.at(1) }; |
||||||
|
Ort::Value input_tensor = Ort::Value::CreateTensor<float>(Ort::MemoryInfo::CreateCpu(OrtDeviceAllocator, OrtMemTypeCPU), blob, 3 * imgSize.at(0) * imgSize.at(1), YOLO_input_node_dims.data(), YOLO_input_node_dims.size()); |
||||||
|
auto output_tensors = session->Run(options, inputNodeNames.data(), &input_tensor, 1, outputNodeNames.data(), outputNodeNames.size()); |
||||||
|
delete[] blob; |
||||||
|
clock_t starttime_4 = clock(); |
||||||
|
double post_process_time = (double)(starttime_4 - starttime_1) / CLOCKS_PER_SEC * 1000; |
||||||
|
if (cudaEnable) |
||||||
|
{ |
||||||
|
std::cout << "[DCSP_ONNX(CUDA)]: " << "Cuda warm-up cost " << post_process_time << " ms. " << std::endl; |
||||||
|
} |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return Ret; |
||||||
|
} |
@ -0,0 +1,83 @@ |
|||||||
|
#pragma once |
||||||
|
|
||||||
|
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS |
||||||
|
#define RET_OK nullptr |
||||||
|
|
||||||
|
#include <string> |
||||||
|
#include <vector> |
||||||
|
#include <stdio.h> |
||||||
|
#include "io.h" |
||||||
|
#include "direct.h" |
||||||
|
#include "opencv.hpp" |
||||||
|
#include <Windows.h> |
||||||
|
#include "onnxruntime_cxx_api.h" |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
enum MODEL_TYPE |
||||||
|
{ |
||||||
|
//FLOAT32 MODEL
|
||||||
|
YOLO_ORIGIN_V5 = 0, |
||||||
|
YOLO_ORIGIN_V8 = 1,//only support v8 detector currently
|
||||||
|
YOLO_POSE_V8 = 2, |
||||||
|
YOLO_CLS_V8 = 3 |
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct _DCSP_INIT_PARAM |
||||||
|
{ |
||||||
|
std::string ModelPath; |
||||||
|
MODEL_TYPE ModelType = YOLO_ORIGIN_V8; |
||||||
|
std::vector<int> imgSize={640, 640}; |
||||||
|
|
||||||
|
int classesNum=80; |
||||||
|
float RectConfidenceThreshold = 0.6; |
||||||
|
float iouThreshold = 0.5; |
||||||
|
bool CudaEnable = false; |
||||||
|
int LogSeverityLevel = 3; |
||||||
|
int IntraOpNumThreads = 1; |
||||||
|
}DCSP_INIT_PARAM; |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct _DCSP_RESULT |
||||||
|
{ |
||||||
|
int classId; |
||||||
|
float confidence; |
||||||
|
cv::Rect box; |
||||||
|
}DCSP_RESULT; |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class DCSP_CORE |
||||||
|
{ |
||||||
|
public: |
||||||
|
DCSP_CORE(); |
||||||
|
~DCSP_CORE(); |
||||||
|
|
||||||
|
public: |
||||||
|
char* CreateSession(DCSP_INIT_PARAM &iParams); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
char* RunSession(cv::Mat &iImg, std::vector<DCSP_RESULT>& oResult); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
char* WarmUpSession(); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<typename N> |
||||||
|
char* TensorProcess(clock_t& starttime_1, cv::Mat& iImg, N& blob, std::vector<int64_t>& inputNodeDims, std::vector<DCSP_RESULT>& oResult); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
private: |
||||||
|
Ort::Env env; |
||||||
|
Ort::Session* session; |
||||||
|
bool cudaEnable; |
||||||
|
Ort::RunOptions options; |
||||||
|
std::vector<const char*> inputNodeNames; |
||||||
|
std::vector<const char*> outputNodeNames; |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
int classesNum; |
||||||
|
MODEL_TYPE modelType; |
||||||
|
std::vector<int> imgSize; |
||||||
|
float rectConfidenceThreshold; |
||||||
|
float iouThreshold; |
||||||
|
}; |
@ -0,0 +1,44 @@ |
|||||||
|
#include <iostream> |
||||||
|
#include <stdio.h> |
||||||
|
#include "inference.h" |
||||||
|
#include <filesystem> |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void file_iterator(DCSP_CORE*& p) |
||||||
|
{ |
||||||
|
std::filesystem::path img_path = R"(E:\project\Project_C++\DCPS_ONNX\TEST_ORIGIN)"; |
||||||
|
int k = 0; |
||||||
|
for (auto& i : std::filesystem::directory_iterator(img_path)) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (i.path().extension() == ".jpg") |
||||||
|
{ |
||||||
|
std::string img_path = i.path().string(); |
||||||
|
//std::cout << img_path << std::endl;
|
||||||
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cv::Mat img = cv::imread(img_path); |
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std::vector<DCSP_RESULT> res; |
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char* ret = p->RunSession(img, res); |
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for (int i = 0; i < res.size(); i++) |
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{ |
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cv::rectangle(img, res.at(i).box, cv::Scalar(125, 123, 0), 3); |
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} |
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k++; |
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cv::imshow("TEST_ORIGIN", img); |
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cv::waitKey(0); |
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cv::destroyAllWindows(); |
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//cv::imwrite("E:\\output\\" + std::to_string(k) + ".png", img);
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} |
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} |
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} |
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int main() |
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{ |
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DCSP_CORE* p1 = new DCSP_CORE; |
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std::string model_path = "yolov8n.onnx"; |
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DCSP_INIT_PARAM params{ model_path, YOLO_ORIGIN_V8, {640, 640}, 80, 0.1, 0.5, false }; |
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char* ret = p1->CreateSession(params); |
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file_iterator(p1); |
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} |
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