Ultralytics YOLO11 en NVIDIA Jetson utilizando DeepStream SDK y TensorRT

Ver: Cómo usar modelos Ultralytics YOLO11 con NVIDIA Deepstream en Jetson Orin NX 🚀

Esta guía completa proporciona un tutorial detallado para implementar Ultralytics YOLO11 en dispositivos NVIDIA Jetson utilizando DeepStream SDK y TensorRT. Aquí utilizamos TensorRT para maximizar el rendimiento de la inferencia en la plataforma Jetson.

¿Qué es NVIDIA DeepStream?

El SDK DeepStream de NVIDIA es un completo kit de herramientas de análisis de streaming basado en GStreamer para el procesamiento multisensor basado en IA, vídeo, audio y comprensión de imágenes. Es ideal para desarrolladores de visión artificial, socios de software, startups y OEM que crean aplicaciones y servicios IVA (Intelligent Video Analytics). Ahora puedes crear pipelines de procesamiento de flujos que incorporen redes neuronales y otras tareas de procesamiento complejas como el seguimiento, la codificación/descodificación de vídeo y el renderizado de vídeo. Estos pipelines permiten el análisis en tiempo real de datos de vídeo, imagen y sensores. La compatibilidad multiplataforma de DeepStream te ofrece una forma más rápida y sencilla de desarrollar aplicaciones y servicios de visión artificial on-premise, en el edge y en la nube.

Prerrequisitos

Antes de comenzar a seguir esta guía:

• Visita nuestra documentación, Guía de inicio rápido: NVIDIA Jetson con Ultralytics YOLO11 para configurar tu dispositivo NVIDIA Jetson con Ultralytics YOLO11
• Instalar DeepStream SDK de acuerdo con la versión de JetPack
  • Para JetPack 4.6.4, instala DeepStream 6.0.1
  • Para JetPack 5.1.3, instala DeepStream 6.3
  • Para JetPack 6.1, instala DeepStream 7.1

Configuración de DeepStream para YOLO11

Aquí estamos utilizando el repositorio de GitHub marcoslucianops/DeepStream-Yolo, que incluye soporte del SDK NVIDIA DeepStream para modelos YOLO. ¡Agradecemos los esfuerzos de marcoslucianops por sus contribuciones!

1. Instale Ultralytics con las dependencias necesarias

   cd ~
   pip install -U pip
   git clone https://github.com/ultralytics/ultralytics
   cd ultralytics
   pip install -e ".[export]" onnxslim
   

2. Clonar el repositorio DeepStream-Yolo

   cd ~
   git clone https://github.com/marcoslucianops/DeepStream-Yolo
   

3. Copiar el export_yolo11.py archivo de DeepStream-Yolo/utils directorio al ultralytics carpeta

   cp ~/DeepStream-Yolo/utils/export_yolo11.py ~/ultralytics
   cd ultralytics
   

4. Descargue el modelo de detección Ultralytics YOLO11 (.pt) de su elección desde lanzamientos de YOLO11. Aquí usamos yolo11s.pt.

   wget https://github.com/ultralytics/assets/releases/download/v8.3.0/yolo11s.pt
   

   Nota

   También puede utilizar un modelo YOLO11 entrenado a medida.

5. Convertir el modelo a ONNX

   python3 export_yolo11.py -w yolo11s.pt
   

   Pase los siguientes argumentos al comando anterior

   Para DeepStream 5.1, elimina el --dynamic arg y usar opset 12 o inferior. El valor por defecto opset es 17.

   --opset 12
   

   Para cambiar el tamaño de inferencia (por defecto: 640)

   -s SIZE
   --size SIZE
   -s HEIGHT WIDTH
   --size HEIGHT WIDTH
   

   Ejemplo para 1280:

   -s 1280
   or
   -s 1280 1280
   

   Para simplificar el modelo ONNX (DeepStream >= 6.0)

   --simplify
   

   Para utilizar el tamaño de lote dinámico (DeepStream >= 6.1)

   --dynamic
   

   Para usar un tamaño de lote estático (ejemplo para tamaño de lote = 4)

   --batch 4
   

6. Copiar el generado .onnx archivo de modelo y labels.txt archivo al DeepStream-Yolo carpeta

   cp yolo11s.pt.onnx labels.txt ~/DeepStream-Yolo
   cd ~/DeepStream-Yolo
   

7. Establezca la versión de CUDA según la versión de JetPack instalada

   Para JetPack 4.6.4:

   export CUDA_VER=10.2
   

   Para JetPack 5.1.3:

   export CUDA_VER=11.4
   

   Para Jetpack 6.1:

   export CUDA_VER=12.6
   

8. Compilar la biblioteca

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

9. Editar el config_infer_primary_yolo11.txt archivo según su modelo (para YOLO11s con 80 clases)

   [property]
   ...
   onnx-file=yolo11s.pt.onnx
   ...
   num-detected-classes=80
   ...
   

10. Editar el deepstream_app_config archivo

    ...
    [primary-gie]
    ...
    config-file=config_infer_primary_yolo11.txt
    

11. También puede cambiar la fuente de vídeo en deepstream_app_config archivo. Aquí se carga un archivo de video predeterminado

    ...
    [source0]
    ...
    uri=file:///opt/nvidia/deepstream/deepstream/samples/streams/sample_1080p_h264.mp4
    

Ejecutar Inferencia

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Calibración INT8

Si quieres utilizar la precisión INT8 para la inferencia, debes seguir los siguientes pasos

1. Establecer OPENCV variable de entorno

   export OPENCV=1
   

2. Compilar la biblioteca

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

3. Para el conjunto de datos COCO, descargue el val2017, extraiga y mueva a DeepStream-Yolo carpeta

4. Crear un nuevo directorio para las imágenes de calibración

   mkdir calibration
   

5. Ejecute lo siguiente para seleccionar 1000 imágenes aleatorias del conjunto de datos COCO para ejecutar la calibración

   for jpg in $(ls -1 val2017/*.jpg | sort -R | head -1000); do
     cp ${jpg} calibration/
   done
   

   Nota

   NVIDIA recomienda al menos 500 imágenes para obtener una buena precisión. En este ejemplo, se eligen 1000 imágenes para obtener una mejor precisión (más imágenes = más precisión). Puede configurarlo desde head -1000. Por ejemplo, para 2000 imágenes, head -2000. Este proceso puede llevar mucho tiempo.

6. Crear el calibration.txt archivo con todas las imágenes seleccionadas

   realpath calibration/*jpg > calibration.txt
   

7. Establecer variables de entorno

   export INT8_CALIB_IMG_PATH=calibration.txt
   export INT8_CALIB_BATCH_SIZE=1
   

   Nota

   Los valores más altos de INT8_CALIB_BATCH_SIZE resultarán en más precisión y una velocidad de calibración más rápida. Ajústelo de acuerdo con la memoria de su GPU.

8. Actualizar el config_infer_primary_yolo11.txt archivo

   De

   ...
   model-engine-file=model_b1_gpu0_fp32.engine
   #int8-calib-file=calib.table
   ...
   network-mode=0
   ...
   

   A

   ...
   model-engine-file=model_b1_gpu0_int8.engine
   int8-calib-file=calib.table
   ...
   network-mode=1
   ...
   

Ejecutar Inferencia

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Configuración MultiStream

Ver: Cómo ejecutar múltiples flujos con DeepStream SDK en Jetson Nano usando Ultralytics YOLO11 🎉

Para configurar múltiples flujos bajo una sola aplicación deepstream, puedes realizar los siguientes cambios en el deepstream_app_config.txt archivo

1. Cambie las filas y columnas para construir una visualización de cuadrícula según el número de flujos que desee tener. Por ejemplo, para 4 flujos, podemos añadir 2 filas y 2 columnas.

   [tiled-display]
   rows=2
   columns=2
   

2. Establecer num-sources=4 y añadir uri de los 4 flujos

   [source0]
   enable=1
   type=3
   uri=path/to/video1.jpg
   uri=path/to/video2.jpg
   uri=path/to/video3.jpg
   uri=path/to/video4.jpg
   num-sources=4
   

Ejecutar Inferencia

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Resultados de las pruebas de rendimiento

Los siguientes benchmarks resumen el rendimiento de los modelos YOLO11 en diferentes niveles de precisión de TensorRT con un tamaño de entrada de 640x640 en NVIDIA Jetson Orin NX de 16 GB.

Gráfico comparativo

Tabla de comparación detallada

Agradecimientos

Esta guía fue creada inicialmente por nuestros amigos de Seeed Studio, Lakshantha y Elaine.

Preguntas frecuentes

¿Cómo configuro Ultralytics YOLO11 en un dispositivo NVIDIA Jetson?

Para configurar Ultralytics YOLO11 en un dispositivo NVIDIA Jetson, primero debes instalar el SDK de DeepStream compatible con tu versión de JetPack. Sigue la guía paso a paso en nuestra Guía de inicio rápido para configurar tu NVIDIA Jetson para la implementación de YOLO11.

¿Cuál es el beneficio de usar TensorRT con YOLO11 en NVIDIA Jetson?

El uso de TensorRT con YOLO11 optimiza el modelo para la inferencia, lo que reduce significativamente la latencia y mejora el rendimiento en los dispositivos NVIDIA Jetson. TensorRT proporciona una inferencia de aprendizaje profundo de alto rendimiento y baja latencia a través de la fusión de capas, la calibración de precisión y el ajuste automático del kernel. Esto conduce a una ejecución más rápida y eficiente, particularmente útil para aplicaciones en tiempo real como el análisis de video y las máquinas autónomas.

¿Puedo ejecutar Ultralytics YOLO11 con DeepStream SDK en diferentes hardware NVIDIA Jetson?

Sí, la guía para implementar Ultralytics YOLO11 con el DeepStream SDK y TensorRT es compatible con toda la línea NVIDIA Jetson. Esto incluye dispositivos como el Jetson Orin NX 16GB con JetPack 5.1.3 y el Jetson Nano 4GB con JetPack 4.6.4. Consulte la sección Configuración de DeepStream para YOLO11 para obtener pasos detallados.

¿Cómo puedo convertir un modelo YOLO11 a ONNX para DeepStream?

Para convertir un modelo YOLO11 al formato ONNX para su despliegue con DeepStream, utiliza el utils/export_yolo11.py script del DeepStream-Yolo repositorio.

Aquí tiene un comando de ejemplo:

python3 utils/export_yolo11.py -w yolo11s.pt --opset 12 --simplify

Para obtener más detalles sobre la conversión de modelos, consulta nuestra sección de exportación de modelos.

¿Cuáles son los puntos de referencia de rendimiento para YOLO en NVIDIA Jetson Orin NX?

El rendimiento de los modelos YOLO11 en NVIDIA Jetson Orin NX 16GB varía según los niveles de precisión de TensorRT. Por ejemplo, los modelos YOLO11s alcanzan:

• Precisión FP32: 14.6 ms/im, 68.5 FPS
• Precisión FP16: 7.94 ms/im, 126 FPS
• Precisión INT8: 5.95 ms/im, 168 FPS

Estos puntos de referencia subrayan la eficiencia y la capacidad de utilizar modelos YOLO11 optimizados para TensorRT en hardware NVIDIA Jetson. Para obtener más detalles, consulte nuestra sección de Resultados de referencia.

📅 Creado hace 1 año ✏️ Actualizado hace 7 días

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