Ultralytics YOLO11 em NVIDIA Jetson usando DeepStream SDK e TensorRT

Ver: Como executar vários fluxos com o DeepStream SDK no Jetson Nano usando Ultralytics YOLO11

Este guia abrangente fornece um passo a passo detalhado para implantar Ultralytics YOLO11 em NVIDIA dispositivos Jetson usando DeepStream SDK e TensorRT. Aqui usamos TensorRT para maximizar o desempenho da inferência na plataforma Jetson.

O que é o NVIDIA DeepStream?

NVIDIAO DeepStream SDK da Microsoft é um kit de ferramentas completo de análise de streaming baseado no GStreamer para processamento multissensor baseado em IA, vídeo, áudio e compreensão de imagem. É ideal para desenvolvedores de IA de visão, parceiros de software, startups e OEMs que criam aplicativos e serviços de IVA (Intelligent Video Analytics). Agora é possível criar pipelines de processamento de fluxo que incorporam redes neurais e outras tarefas de processamento complexas, como rastreamento, codificação/decodificação de vídeo e renderização de vídeo. Esses pipelines permitem análises em tempo real de dados de vídeo, imagens e sensores. O suporte multiplataforma do DeepStream oferece uma maneira mais rápida e fácil de desenvolver aplicativos e serviços de IA de visão no local, na borda e na nuvem.

Pré-requisitos

Antes de começar a seguir este guia:

• Visite a nossa documentação, Guia de início rápido: NVIDIA Jetson com Ultralytics YOLO11 para configurar o seu dispositivo NVIDIA Jetson com Ultralytics YOLO11

• Instale o DeepStream SDK de acordo com a versão do JetPack

  • Para o JetPack 4.6.4, instale o DeepStream 6.0.1
  • Para o JetPack 5.1.3, instale o DeepStream 6.3
  • Para o JetPack 6.1, instale o DeepStream 7.1

Configuração do DeepStream para YOLO11

Aqui, estamos usando o repositório do GitHub marcoslucianops/DeepStream-Yolo, que inclui o suporte do SDK do DeepStream NVIDIA para modelos YOLO . Agradecemos os esforços de marcoslucianops por suas contribuições!

1. Instalar Ultralytics com as dependências necessárias

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

2. Clonar o repositório DeepStream-Yolo

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

3. Copiar o export_yoloV8.py ficheiro de DeepStream-Yolo/utils para o diretório ultralytics pasta

   cp ~/DeepStream-Yolo/utils/export_yoloV8.py ~/ultralytics
   cd ultralytics
   

   Nota

   export_yoloV8.py funciona para os modelos YOLOv8 e YOLO11 .

4. Descarregar Ultralytics YOLO11 modelo de deteção (.pt) à sua escolha a partir das versõesYOLO11 . Aqui utilizamos o yolo11s.pt.

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

   Nota

   Também é possível utilizar um modelo YOLO11 personalizado e treinado.

5. Converter o modelo em ONNX

   python3 export_yoloV8.py -w yolo11s.pt
   

   Passe os argumentos abaixo para o comando acima

   Para o DeepStream 6.0.1, use o opset 12 ou inferior. O opset padrão é 16.

   --opset 12
   

   Para alterar o tamanho da inferência (predefinição: 640)

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

   Exemplo para 1280:

   -s 1280
   or
   -s 1280 1280
   

   Para simplificar o modelo ONNX (DeepStream >= 6.0)

   --simplify
   

   Para usar o tamanho de lote dinâmico (DeepStream >= 6.1)

   --dynamic
   

   Para utilizar um tamanho de lote estático (exemplo para tamanho de lote = 4)

   --batch 4
   

6. Copiar o ficheiro gerado .onnx ficheiro modelo e labels.txt para o ficheiro DeepStream-Yolo pasta

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

7. Definir a versão de CUDA de acordo com a versão do JetPack instalada

   Para JetPack 4.6.4:

   export CUDA_VER=10.2
   

   Para JetPack 5.1.3:

   export CUDA_VER=11.4
   

   Para o Jetpack 6.1:

   export CUDA_VER=12.6
   

8. Compilar a biblioteca

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

9. Editar o config_infer_primary_yoloV8.txt de acordo com o seu modelo (para YOLO11s com 80 classes)

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

10. Editar o deepstream_app_config ficheiro

    ...
    [primary-gie]
    ...
    config-file=config_infer_primary_yoloV8.txt
    

11. Também é possível alterar a fonte de vídeo em deepstream_app_config ficheiro. Aqui é carregado um ficheiro de vídeo predefinido

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

Executar inferência

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Calibração INT8

Se pretender utilizar a precisão INT8 para a inferência, deve seguir os passos seguintes

1. Conjunto OPENCV variável de ambiente

   export OPENCV=1
   

2. Compilar a biblioteca

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

3. Para o conjunto de dados COCO, descarregar o val2017, extrair e passar para DeepStream-Yolo pasta

4. Criar um novo diretório para as imagens de calibração

   mkdir calibration
   

5. Execute o seguinte para selecionar 1000 imagens aleatórias do conjunto de dados COCO para executar a calibração

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

   Nota

   NVIDIA recomenda pelo menos 500 imagens para obter uma boa precisão. Neste exemplo, são escolhidas 1000 imagens para obter uma melhor precisão (mais imagens = mais precisão). Pode definir a partir de head -1000. Por exemplo, para 2000 imagens, a cabeça é -2000. Este processo pode demorar muito tempo.

6. Criar o calibration.txt ficheiro com todas as imagens selecionadas

   realpath calibration/*jpg > calibration.txt
   

7. Definir variáveis de ambiente

   export INT8_CALIB_IMG_PATH=calibration.txt
   export INT8_CALIB_BATCH_SIZE=1
   

   Nota

   Valores mais elevados de INT8_CALIB_BATCH_SIZE resultarão numa maior precisão e numa velocidade de calibração mais rápida. Defina-o de acordo com a sua memória GPU .

8. Atualizar o config_infer_primary_yoloV8.txt ficheiro

   De

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

   Para

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

Executar inferência

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Configuração de MultiStream

Para configurar vários fluxos numa única aplicação deepstream, pode efetuar as seguintes alterações ao ficheiro deepstream_app_config.txt ficheiro

1. Altere as linhas e as colunas para criar um ecrã de grelha de acordo com o número de fluxos que pretende ter. Por exemplo, para 4 fluxos, podemos adicionar 2 linhas e 2 colunas.

   [tiled-display]
   rows=2
   columns=2
   

2. Conjunto num-sources=4 e acrescentar uri de todos os 4 fluxos

   [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
   

Executar inferência

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Resultados de referência

Os seguintes testes de referência resumem o desempenho dos modelos YOLO11 em diferentes níveis de precisão TensorRT com um tamanho de entrada de 640x640 em NVIDIA Jetson Orin NX 16GB.

Gráfico de comparação

Tabela de comparação pormenorizada

Agradecimentos

Este guia foi inicialmente criado pelos nossos amigos do Seeed Studio, Lakshantha e Elaine.

FAQ

Como posso configurar Ultralytics YOLO11 num dispositivo NVIDIA Jetson?

Para configurar Ultralytics YOLO11 em um dispositivo NVIDIA Jetson, primeiro é necessário instalar o SDK do DeepStream compatível com sua versão do JetPack. Siga o guia passo a passo em nosso Guia de início rápido para configurar seu NVIDIA Jetson para a implantação do YOLO11 .

Qual é a vantagem de utilizar TensorRT com YOLO11 em NVIDIA Jetson?

A utilização de TensorRT com YOLO11 optimiza o modelo para inferência, reduzindo significativamente a latência e melhorando a taxa de transferência em dispositivos Jetson NVIDIA . TensorRT fornece inferência de aprendizagem profunda de alto desempenho e baixa latência através da fusão de camadas, calibração de precisão e ajuste automático do kernel. Isto leva a uma execução mais rápida e eficiente, particularmente útil para aplicações em tempo real, como análise de vídeo e máquinas autónomas.

Posso executar Ultralytics YOLO11 com DeepStream SDK em diferentes hardwares NVIDIA Jetson?

Sim, o guia para implantação do Ultralytics YOLO11 com o DeepStream SDK e o TensorRT é compatível com toda a linha NVIDIA Jetson. Isso inclui dispositivos como o Jetson Orin NX 16GB com JetPack 5.1.3 e o Jetson Nano 4GB com JetPack 4.6.4. Consulte a secção Configuração do DeepStream para YOLO11 para obter passos detalhados.

Como posso converter um modelo YOLO11 para ONNX para DeepStream?

Para converter um modelo YOLO11 para o formato ONNX para implantação com o DeepStream, use o utils/export_yoloV8.py do script DeepStream-Yolo repositório.

Eis um exemplo de comando:

python3 utils/export_yoloV8.py -w yolo11s.pt --opset 12 --simplify

Para mais informações sobre a conversão de modelos, consulte a nossa secção de exportação de modelos.

Quais são as referências de desempenho para YOLO em NVIDIA Jetson Orin NX?

O desempenho dos modelos YOLO11 em NVIDIA Jetson Orin NX 16GB varia consoante os níveis de precisão TensorRT . Por exemplo, os modelos YOLO11s atingem:

• Precisão FP32: 14,6 ms/im, 68,5 FPS
• Precisão FP16: 7,94 ms/im, 126 FPS
• Precisão INT8: 5,95 ms/im, 168 FPS

Esses benchmarks destacam a eficiência e a capacidade de usar modelos YOLO11 otimizados para TensorRT no hardware NVIDIA Jetson. Para obter mais detalhes, consulte a nossa secção Resultados de benchmark.

📅C riado há 8 meses ✏️ Atualizado há 5 dias

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