facenet人脸检测+人脸识别+性别识别+表情识别+年龄识别的C++部署

文章目录

- 一. 人脸检测
- 二.人脸识别facenet
- - 2.1 训练人脸识别模型
  - 2.2 导出ONNX
  - 2.3 测试
- 三.人脸属性（性别、年龄、表情、是否戴口罩）
- - 3.1 训练
  - 3.2 导出ONNX
  - 3.3 测试
- 四. 集成应用
- 五、Jetson 部署
- - 5.1 NX
  - 5.2 NANO

一. 人脸检测

代码位置：1.detect

运行环境：TensorRT

NVIDIA TAO（training, adapting and optimizing）工具包是一款专门用于深度学习的工具包，它可以帮助用户轻松地训练和优化深度学习模型，使其能够在各种设备上进行推理操作。TAO工具包基于TensorFlow和PyTorch构建，采用了迁移学习的技术，可以将用户自己的模型或预训练模型与实际或合成数据进行适配，并针对目标平台进行推理吞吐量的优化，从而使整个训练过程变得更加简单、高效。TAO工具包的使用不需要专业的人工智能知识或大量的训练数据集，因此，它可以帮助更多的人轻松进入深度学习的领域，快速实现各种应用场景。

模型地址：https://catalog.ngc.nvidia.com/models

使用 TAO的预训练模型：FaceDetect：

这个模型接受736x416x3维度的输入张量，并输出46x26x4的bbox坐标张量和46x26x1的类别置信度张量。这些输出张量需要经过NMS或DBScan聚类算法进行后处理，以创建适当的边界框。
输入：通道顺序为NCHW，其中N = Batch Size，C = 通道数（3），H = 图像高度（416），W = 图像宽度（736）。输入比例尺度为1/255.0。均值减法：无。
输出：输入图像中每个检测到的人脸的类别标签和边界框坐标。
后处理参考代码：
- 来源一
- 来源二

# 启动docker
docker run --gpus all --name facenet_env -p 1936:1935 -p 8556:8554 -v `pwd`:/app  -it nvcr.io/nvidia/tensorrt:22.08-py3 bash


# 下载检测模型
curl -LO 'https://api.ngc.nvidia.com/v2/models/nvidia/tao/facenet/versions/pruned_quantized_v2.0.1/files/model.etlt'
curl -LO 'https://api.ngc.nvidia.com/v2/models/nvidia/tao/facenet/versions/pruned_quantized_v2.0.1/files/int8_calibration.txt'

# download tao-converter
curl -LO 'https://api.ngc.nvidia.com/v2/resources/nvidia/tao/tao-converter/versions/v3.22.05_trt8.4_x86/files/tao-converter'


# 给运行权限
chmod +x ./TAO/tao-converter
#模型转换，转换成engine格式，
./TAO/tao-converter -k nvidia_tlt -d 3,416,736 model/model.etlt -t int8 -c model/int8_calibration.txt

#编译facedet_test 并运行
cmake -B build .
cmake --build build
./build/facedet_test --model saved.engine --img images/test_face.jpg

二.人脸识别facenet

2.1 训练人脸识别模型

代码位置：2.facenet_train

运行环境：Pytorch

对应视频课程教程来操作，注意解压文件可能出现中文乱码：

# 启动容器
docker run --gpus all -it --name env_pyt_1.12 -v $(pwd):/app nvcr.io/nvidia/pytorch:22.03-py3 


# 解压zip，使用这个命令可以防止中文乱码
unzip -O cp936 压缩文件.zip -d ../
# 解压tar，使用这个命令可以防止中文乱码
tar -xvzf 压缩文件.tar.gz -C ../

2.2 导出ONNX

代码位置：3.facenet_export

运行环境：Pytorch

# 在Pytorch环境下生成ONNX文件
python export.py

2.3 测试

代码位置：4.facenet

运行环境：TensorRT

# 生成TensorRT engine
./build/build -onnx_file ./weights/facenet_sim.onnx --input_h 112 --input_w 112 

# 生成人脸库图片列表
find ./crop -type f -printf "%p\n" > face_list.txt

# 测试人脸
./build/facenet_test --img ./test1.jpg

三.人脸属性（性别、年龄、表情、是否戴口罩）

3.1 训练

代码位置：5.attributes_train

运行环境：Tensorflow

参考附件：5.attributes_train内容，分别训练年龄、表情、年龄、是否戴口罩。可以增加更多属性，或者选择更深网络。

3.2 导出ONNX

代码位置：6.attributes_export

运行环境：Tensorflow

# 安装转换工具：https://github.com/onnx/tensorflow-onnx
pip install tf2onnx

# 性别
python -m tf2onnx.convert --saved-model model/model_gender  --output gender.onnx --opset 10
# 年龄
python -m tf2onnx.convert --saved-model model/model_age  --output age.onnx --opset 10
# 口罩
python -m tf2onnx.convert --saved-model model/model_mask --output mask.onnx --opset 10
# 表情
python -m tf2onnx.convert --saved-model model/model_emotion  --output emotion.onnx --opset 10

# 简化
python simplify.py emotion.onnx

3.3 测试

代码位置：7.attributes_test

运行环境：TensorRT

# 转TRT engine（以表情分类模型为例）
./build/build --onnx_file weights/emotion_sim.onnx --input_h 48 --input_w 48 --input_c 1 --format nhwc

# 性别测试
./build/attribute_test --model weights/gender_sim.engine --type gender --img images/1.gender/man.png

./build/attribute_test --model weights/gender_sim.engine --type gender --img images/1.gender/woman.png

# 年龄测试
./build/attribute_test --model weights/age_sim.engine --type age --img images/2.age/old.png

./build/attribute_test --model weights/age_sim.engine --type age --img images/2.age/young.png

# 口罩测试
./build/attribute_test --model weights/mask_sim.engine --type mask --img images/3.mask/unmask.jpg

./build/attribute_test --model weights/mask_sim.engine --type mask --img images/3.mask/mask.png

# 表情测试
./build/attribute_test --model weights/emotion_sim.engine --type emotion --img images/4.emotion/angry.jpg

./build/attribute_test --model weights/emotion_sim.engine --type emotion --img images/4.emotion/sad.jpg

四. 集成应用

代码位置：8.app

运行环境：TensorRT

# 依次build 对应的engine

# 编译运行stream, 其中很多默认参数已经配置好了，因此，不用传其他参数，如果有模型名不一致，可以查看flags定义传入对应的模型文件。

# 生成人脸库图片列表
find ./crop -type f -printf "%p\n" > face_list.txt

# 运行程序
./build/stream --vid rtsp://localhost:8554/live1.sdp

# 查看推流数据, 在vlc中打开rtmp://localhost:1935/live查看推流数据

五、Jetson 部署

5.1 NX

# 检测模型
sudo apt install curl
curl -LO 'https://api.ngc.nvidia.com/v2/resources/nvidia/tao/tao-converter/versions/v3.22.05_trt8.4_aarch64/files/tao-converter'

chmod +x tao-converter

./TAO/tao-converter -k nvidia_tlt -d 3,416,736 model/model.etlt -t int8 -c model/int8_calibration.txt


# facenet识别模型
./build/build -onnx_file ./backup_onnx/facenet_sim.onnx --input_h 112 --input_w 112 


# 属性模型
./build/build --onnx_file ./backup_onnx/gender_sim.onnx --input_h 48 --input_w 48 --input_c 1 --format nhwc
./build/build --onnx_file ./backup_onnx/age_sim.onnx --input_h 48 --input_w 48 --input_c 1 --format nhwc
./build/build --onnx_file ./backup_onnx/emotion_sim.onnx --input_h 48 --input_w 48 --input_c 1 --format nhwc
./build/build --onnx_file ./backup_onnx/mask_sim.onnx --input_h 48 --input_w 48 --input_c 1 --format nhwc

# 构建
export PATH=$PATH:/usr/local/cuda/bin

# 测试
./build/stream --vid

5.2 NANO

# 编译运行，nano上删除 /usr/src/tensorrt/samples/common/sampleUtils.cpp的依赖，同时在build.cu上删除safeCommon.h的include, 以及setMemoryPoolLimit的调用

# 以及CMakeLists.txt CUDA ARCH
vim CMakeLists.txt
:%s/61/72/g # 更改编译的cuda arch

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