hc
2024-08-16 a24a44ff9ca902811b99aa9663d697cf452e08ef
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
import os
import urllib
import traceback
import time
import sys
import numpy as np
import cv2
from rknn.api import RKNN
 
ONNX_MODEL = 'yolov5s.onnx'
RKNN_MODEL = 'yolov5s.rknn'
IMG_PATH = './bus.jpg'
DATASET = './dataset.txt'
 
QUANTIZE_ON = True
 
BOX_THESH = 0.5
NMS_THRESH = 0.6
IMG_SIZE = 640
 
CLASSES = ("person", "bicycle", "car", "motorbike ", "aeroplane ", "bus ", "train", "truck ", "boat", "traffic light",
           "fire hydrant", "stop sign ", "parking meter", "bench", "bird", "cat", "dog ", "horse ", "sheep", "cow", "elephant",
           "bear", "zebra ", "giraffe", "backpack", "umbrella", "handbag", "tie", "suitcase", "frisbee", "skis", "snowboard", "sports ball", "kite",
           "baseball bat", "baseball glove", "skateboard", "surfboard", "tennis racket", "bottle", "wine glass", "cup", "fork", "knife ",
           "spoon", "bowl", "banana", "apple", "sandwich", "orange", "broccoli", "carrot", "hot dog", "pizza ", "donut", "cake", "chair", "sofa",
           "pottedplant", "bed", "diningtable", "toilet ", "tvmonitor", "laptop    ", "mouse    ", "remote ", "keyboard ", "cell phone", "microwave ",
           "oven ", "toaster", "sink", "refrigerator ", "book", "clock", "vase", "scissors ", "teddy bear ", "hair drier", "toothbrush ")
 
 
def sigmoid(x):
    return 1 / (1 + np.exp(-x))
 
 
def xywh2xyxy(x):
    # Convert [x, y, w, h] to [x1, y1, x2, y2]
    y = np.copy(x)
    y[:, 0] = x[:, 0] - x[:, 2] / 2  # top left x
    y[:, 1] = x[:, 1] - x[:, 3] / 2  # top left y
    y[:, 2] = x[:, 0] + x[:, 2] / 2  # bottom right x
    y[:, 3] = x[:, 1] + x[:, 3] / 2  # bottom right y
    return y
 
 
def process(input, mask, anchors):
 
    anchors = [anchors[i] for i in mask]
    grid_h, grid_w = map(int, input.shape[0:2])
 
    box_confidence = sigmoid(input[..., 4])
    box_confidence = np.expand_dims(box_confidence, axis=-1)
 
    box_class_probs = sigmoid(input[..., 5:])
 
    box_xy = sigmoid(input[..., :2])*2 - 0.5
 
    col = np.tile(np.arange(0, grid_w), grid_w).reshape(-1, grid_w)
    row = np.tile(np.arange(0, grid_h).reshape(-1, 1), grid_h)
    col = col.reshape(grid_h, grid_w, 1, 1).repeat(3, axis=-2)
    row = row.reshape(grid_h, grid_w, 1, 1).repeat(3, axis=-2)
    grid = np.concatenate((col, row), axis=-1)
    box_xy += grid
    box_xy *= int(IMG_SIZE/grid_h)
 
    box_wh = pow(sigmoid(input[..., 2:4])*2, 2)
    box_wh = box_wh * anchors
 
    box = np.concatenate((box_xy, box_wh), axis=-1)
 
    return box, box_confidence, box_class_probs
 
 
def filter_boxes(boxes, box_confidences, box_class_probs):
    """Filter boxes with box threshold. It's a bit different with origin yolov5 post process!
 
    # Arguments
        boxes: ndarray, boxes of objects.
        box_confidences: ndarray, confidences of objects.
        box_class_probs: ndarray, class_probs of objects.
 
    # Returns
        boxes: ndarray, filtered boxes.
        classes: ndarray, classes for boxes.
        scores: ndarray, scores for boxes.
    """
    box_classes = np.argmax(box_class_probs, axis=-1)
    box_class_scores = np.max(box_class_probs, axis=-1)
    pos = np.where(box_confidences[..., 0] >= BOX_THESH)
 
    boxes = boxes[pos]
    classes = box_classes[pos]
    scores = box_class_scores[pos]
 
    return boxes, classes, scores
 
 
def nms_boxes(boxes, scores):
    """Suppress non-maximal boxes.
 
    # Arguments
        boxes: ndarray, boxes of objects.
        scores: ndarray, scores of objects.
 
    # Returns
        keep: ndarray, index of effective boxes.
    """
    x = boxes[:, 0]
    y = boxes[:, 1]
    w = boxes[:, 2] - boxes[:, 0]
    h = boxes[:, 3] - boxes[:, 1]
 
    areas = w * h
    order = scores.argsort()[::-1]
 
    keep = []
    while order.size > 0:
        i = order[0]
        keep.append(i)
 
        xx1 = np.maximum(x[i], x[order[1:]])
        yy1 = np.maximum(y[i], y[order[1:]])
        xx2 = np.minimum(x[i] + w[i], x[order[1:]] + w[order[1:]])
        yy2 = np.minimum(y[i] + h[i], y[order[1:]] + h[order[1:]])
 
        w1 = np.maximum(0.0, xx2 - xx1 + 0.00001)
        h1 = np.maximum(0.0, yy2 - yy1 + 0.00001)
        inter = w1 * h1
 
        ovr = inter / (areas[i] + areas[order[1:]] - inter)
        inds = np.where(ovr <= NMS_THRESH)[0]
        order = order[inds + 1]
    keep = np.array(keep)
    return keep
 
 
def yolov5_post_process(input_data):
    masks = [[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8]]
    anchors = [[10, 13], [16, 30], [33, 23], [30, 61], [62, 45],
               [59, 119], [116, 90], [156, 198], [373, 326]]
 
    boxes, classes, scores = [], [], []
    for input, mask in zip(input_data, masks):
        b, c, s = process(input, mask, anchors)
        b, c, s = filter_boxes(b, c, s)
        boxes.append(b)
        classes.append(c)
        scores.append(s)
 
    boxes = np.concatenate(boxes)
    boxes = xywh2xyxy(boxes)
    classes = np.concatenate(classes)
    scores = np.concatenate(scores)
 
    nboxes, nclasses, nscores = [], [], []
    for c in set(classes):
        inds = np.where(classes == c)
        b = boxes[inds]
        c = classes[inds]
        s = scores[inds]
 
        keep = nms_boxes(b, s)
 
        nboxes.append(b[keep])
        nclasses.append(c[keep])
        nscores.append(s[keep])
 
    if not nclasses and not nscores:
        return None, None, None
 
    boxes = np.concatenate(nboxes)
    classes = np.concatenate(nclasses)
    scores = np.concatenate(nscores)
 
    return boxes, classes, scores
 
 
def draw(image, boxes, scores, classes):
    """Draw the boxes on the image.
 
    # Argument:
        image: original image.
        boxes: ndarray, boxes of objects.
        classes: ndarray, classes of objects.
        scores: ndarray, scores of objects.
        all_classes: all classes name.
    """
    for box, score, cl in zip(boxes, scores, classes):
        top, left, right, bottom = box
        print('class: {}, score: {}'.format(CLASSES[cl], score))
        print('box coordinate left,top,right,down: [{}, {}, {}, {}]'.format(top, left, right, bottom))
        top = int(top)
        left = int(left)
        right = int(right)
        bottom = int(bottom)
 
        cv2.rectangle(image, (top, left), (right, bottom), (255, 0, 0), 2)
        cv2.putText(image, '{0} {1:.2f}'.format(CLASSES[cl], score),
                    (top, left - 6),
                    cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,
                    0.6, (0, 0, 255), 2)
 
 
def letterbox(im, new_shape=(640, 640), color=(0, 0, 0)):
    # Resize and pad image while meeting stride-multiple constraints
    shape = im.shape[:2]  # current shape [height, width]
    if isinstance(new_shape, int):
        new_shape = (new_shape, new_shape)
 
    # Scale ratio (new / old)
    r = min(new_shape[0] / shape[0], new_shape[1] / shape[1])
 
    # Compute padding
    ratio = r, r  # width, height ratios
    new_unpad = int(round(shape[1] * r)), int(round(shape[0] * r))
    dw, dh = new_shape[1] - new_unpad[0], new_shape[0] - new_unpad[1]  # wh padding
 
    dw /= 2  # divide padding into 2 sides
    dh /= 2
 
    if shape[::-1] != new_unpad:  # resize
        im = cv2.resize(im, new_unpad, interpolation=cv2.INTER_LINEAR)
    top, bottom = int(round(dh - 0.1)), int(round(dh + 0.1))
    left, right = int(round(dw - 0.1)), int(round(dw + 0.1))
    im = cv2.copyMakeBorder(im, top, bottom, left, right, cv2.BORDER_CONSTANT, value=color)  # add border
    return im, ratio, (dw, dh)
 
 
if __name__ == '__main__':
 
    # Create RKNN object
    rknn = RKNN(verbose=True)
 
    # pre-process config
    print('--> Config model')
    rknn.config(mean_values=[[0, 0, 0]], std_values=[[255, 255, 255]])
    print('done')
 
    # Load ONNX model
    print('--> Loading model')
    ret = rknn.load_onnx(model=ONNX_MODEL, outputs=['378', '439', '500'])
    if ret != 0:
        print('Load model failed!')
        exit(ret)
    print('done')
 
    # Build model
    print('--> Building model')
    ret = rknn.build(do_quantization=QUANTIZE_ON, dataset=DATASET)
    if ret != 0:
        print('Build model failed!')
        exit(ret)
    print('done')
 
    # Export RKNN model
    print('--> Export rknn model')
    ret = rknn.export_rknn(RKNN_MODEL)
    if ret != 0:
        print('Export rknn model failed!')
        exit(ret)
    print('done')
 
    # Init runtime environment
    print('--> Init runtime environment')
    ret = rknn.init_runtime()
    # ret = rknn.init_runtime('rk3566')
    if ret != 0:
        print('Init runtime environment failed!')
        exit(ret)
    print('done')
 
    # Set inputs
    img = cv2.imread(IMG_PATH)
    # img, ratio, (dw, dh) = letterbox(img, new_shape=(IMG_SIZE, IMG_SIZE))
    img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)
    img = cv2.resize(img, (IMG_SIZE, IMG_SIZE))
 
    # Inference
    print('--> Running model')
    outputs = rknn.inference(inputs=[img])
    np.save('./onnx_yolov5_0.npy', outputs[0])
    np.save('./onnx_yolov5_1.npy', outputs[1])
    np.save('./onnx_yolov5_2.npy', outputs[2])
    print('done')
 
    # post process
    input0_data = outputs[0]
    input1_data = outputs[1]
    input2_data = outputs[2]
 
    input0_data = input0_data.reshape([3, -1]+list(input0_data.shape[-2:]))
    input1_data = input1_data.reshape([3, -1]+list(input1_data.shape[-2:]))
    input2_data = input2_data.reshape([3, -1]+list(input2_data.shape[-2:]))
 
    input_data = list()
    input_data.append(np.transpose(input0_data, (2, 3, 0, 1)))
    input_data.append(np.transpose(input1_data, (2, 3, 0, 1)))
    input_data.append(np.transpose(input2_data, (2, 3, 0, 1)))
 
    boxes, classes, scores = yolov5_post_process(input_data)
 
    img_1 = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2BGR)
    if boxes is not None:
        draw(img_1, boxes, scores, classes)
    # show output
    # cv2.imshow("post process result", img_1)
    # cv2.waitKey(0)
    # cv2.destroyAllWindows()
 
    rknn.release()