OpenVINO™2023.0实战 | 在 LabVIEW 中部署 YOLOv8 目标检测模型

06/14 08:00
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文章来源于英特尔物联网,作者英特尔物联网行业创新大使 王立奇



1.1


什么是 LabVIEW


LabVIEW 是测试测量与自动化行业常用的图形化开发环境,其优点有:


学习容易入门快,开发计算机视觉应用程序简单方便;

自带机器视觉函数库(Vision Development 模块),并提供支持 GigE、USB3 Vision 等标准总线的第三方相机的图像采集驱动程序(NI-IMAQdx),和 OpenCV 接口工具包(NIVision OpenCV Utilities),完全满足 AI 机器视觉应用程序的开发要求。



LabVIEW 详细介绍,请参考:

https://www.ni.com/zh-cn/shop/labview.html


使用 LabVIEW 调用 OpenVINO IR 模型,可以快速完成深度学习项目开发与交付


1.2 


准备开发环境


要完成在 LabVIEW 中调用 OpenVINO 格式的 YOLOv8 模型,需要安装:


  1. LabVIEW,Vision Development 模块和 NI-IMAQdx

  2. OpenVINO 2023.0

  3. Visual Studio 2022 Community

  4. Ultralytics YOLOv8

1.2.1




安装 LabVIEW


请从下方地址下载 LabVIEW 安装文件:

https://www.ni.com/zh-cn/support/downloads/software-products/download.labview.html


*需要注意的是:请选择 LabVIEW 64 位版本,并勾选 Vision Development 模块和 NI-IMAQdx。



 1.2.2  




安装 OpenVINO™


OpenVINO分为 OpenVINO 运行库(OpenVINO Runtime)和 OpenVINO开发工具集(OpenVINO™ Development Tools)。


OpenVINO™ 运行库:一个提供 C/C++/Python API 的 C++ 函数库。

OpenVINO™ 开发工具集:一套包含模型优化器(Model Optimizer)、基准测试工具(Benchmark Tool)、训练后优化工具(Post-Training Optimization Tool)、模型下载器(Model Downloader)等工具的开发工具集。


请先用命令:

pip install openvino-dev

安装 OpenVINO™ 开发工具集。该命令在安装 OpenVINO™ 开发工具集时,会同时将提供 Python API 的 OpenVINO™ 运行库作为依赖项进行安装。


然后从 OpenVINO™ 官网:

https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/tools/openvino-toolkit/overview.html


下载并解压 Windows 版的 OpenVINO™ 运行库,如下图所示:



本文将 OpenVINO 运行库压缩包解压到了 C:\Program Files (x86)\Intel\openvino,如下图所示:



1.2.3




安装 Visual Studio 2022 Community


安装 Visual Studio 2022 Community 详细步骤请参考《在Windows中基于Visual Studio配置OpenVINO C++开发环境》


 1.2.4  




安装 Ultralytics 并导出 YOLOv8 模型


YOLOv8 是 Ultralytics 公司基于 YOLO 框架,发布的一款面向物体检测与跟踪、实例分割、图像分类和姿态估计任务的 SOTA(State-Of-The-Art)模型工具套件。


首先,使用命令,完成 ultralytics 软件包安装。

pip install ultralytics

然后,使用命令:

yolo export model=yolov8n.pt format=openvino half=True

导出 YOLOv8n OpenVINO™ 格式模型,如下图所示:




1.3


为 LabVIEW 调用

编写 OpenVINO dll 封装函数


为了满足 LabVIEW 调用 C++ dll 函数的规则,需要编写 OpenVINO dll 封装函数。整个封装工作包括一个数据结构体和四个 API 函数:


  1. 结构体 lv_ov_engine:定义 OpenVINO™ 推理时需要传递的数据结构

  2.  create_ir():初始化 OpenVINO Core 对象并创建推理请求

  3.  infer():输入预处理后的图像数据,执行推理计算

  4. getResult():获得推理计算结果

  5. release():释放资源

 1.3.1  




定义结构体 lv_ov_engine


定义 OpenVINO™ 推理时需要传递的数据结构,如下所示:

//定义OpenVINO推理时需要传递的数据结构typedef struct lv_ov_engine {    ov::Core ovCore;    ov::InferRequest infer_request;} OvEngineStruct;

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 1.3.2  




创建 create_ir() 函数


创建 create_ir() 函数,实现将 OpenVINO IR 模型载入指定的计算设备,并返回初始化好的推理请求,如下所示:

//将OpenVINO IR模型载入指定的推理设备extern "C" __declspec(dllexport) OvEngineStruct * create_ir(char* xml_file, char* device_name){    OvEngineStruct* p = new OvEngineStruct();    auto compiled_model = p->ovCore.compile_model(xml_file, device_name);    p->infer_request = compiled_model.create_infer_request();    return p;}

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1.3.3




创建 IE_Run 函数


创建 infer() 函数,输入预处理后的图像数据,执行推理计算,如下所示:

//输入预处理后的图像数据,执行推理计算extern "C" __declspec(dllexport) void infer(OvEngineStruct * p, float* inputData){    ov::Tensor input_tensor0 = p->infer_request.get_input_tensor(0);    auto data0 = input_tensor0.data<float>();    memcpy(data0, inputData, 1 * 3 * 640 * 640 * sizeof(float));    p->infer_request.infer();}

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 1.3.4  




创建 getResult() 函数


创建 getResult() 函数,用于获取推理结果,如下所示:

//获取推理后的结果(yolov8输出张量的大小为1*84*8400)extern "C" __declspec(dllexport) void getResult(OvEngineStruct * p, float* data){    auto output = p->infer_request.get_output_tensor(0);    const float* f = output.data();    memcpy(data, f, sizeof(float) * 1 * 84 * 8400);}

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1.3.5




创建 release 函数


创建 release 函数,用于释放推理引擎资源,如下所示:

//释放推理引擎extern "C" __declspec(dllexport) void release(OvEngineStruct * p){    delete p;}

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完整代码请参考:openvino_vi_wrapper.cpp,在 Visual Studio 中将 openvino_vi_wrapper.cpp 编译为 dll,然后在 LabVIEW 中调用并封装为 4 个 VI,如下图所示:



1.4


使用 LabVIEW OpenVINO VI

实现 YOLOv8 目标检测


请读者先克隆本文的源代码到本地:

git clone

 https://github.com/wangstoudamire/lv_yolov8_openvino

按照 README.md 文档安装相关工具包,然后运行 LabVIEW_OpenVINO_Demo.vi(运行之前请确保电脑已联网),运行结果如下图所示:




1.5


结论 


基于 OpenVINO,创建 LabVIEW 推理计算 VI,实现 AI 推理计算简单方便。结合 LabVIEW 图形化开发环境,可以快速开发 AI 应用程序。更多 AI 推理计算功能,可以参考 VIRobotics 的 LabVIEW AI 工具包:

https://www.virobotics.net



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