在 NVIDIA Jetson 上使用 DeepStream SDK 和 TensorRT 的 Ultralytics YOLO11

观看： 如何在 Jetson Orin NX 上将 Ultralytics YOLO11 模型与 NVIDIA Deepstream 结合使用 🚀

本综合指南详细介绍了如何使用 DeepStream SDK 和 TensorRT 在 NVIDIA Jetson 设备上部署 Ultralytics YOLO11。在此，我们使用 TensorRT 来最大限度地提高 Jetson 平台上的推理性能。

什么是 NVIDIA DeepStream？

NVIDIA 的 DeepStream SDK 是一个完整的流分析工具包，基于 GStreamer，用于基于 AI 的多传感器处理、视频、音频和图像理解。它非常适合视觉 AI 开发人员、软件合作伙伴、初创公司和构建 IVA（智能视频分析）应用程序和 OEM。现在，您可以创建包含 神经网络 和其他复杂处理任务（如跟踪、视频编码/解码和视频渲染）的流处理管道。这些管道支持对视频、图像和传感器数据进行实时分析。DeepStream 的多平台支持使您可以更快、更轻松地在本地、边缘和云中开发视觉 AI 应用程序和服务。

准备工作

在开始遵循本指南之前：

• 请访问我们的文档快速入门指南：带有 Ultralytics YOLO11 的 NVIDIA Jetson，以设置带有 Ultralytics YOLO11 的 NVIDIA Jetson 设备
• 安装 DeepStream SDK 根据 JetPack 版本
  • 对于 JetPack 4.6.4，安装 DeepStream 6.0.1
  • 对于 JetPack 5.1.3，请安装 DeepStream 6.3
  • 对于 JetPack 6.1，请安装 DeepStream 7.1

YOLO11 的 DeepStream 配置

这里我们使用 marcoslucianops/DeepStream-Yolo GitHub 仓库，它包括 NVIDIA DeepStream SDK 对 YOLO 模型 的支持。感谢 marcoslucianops 的贡献！

1. 安装 Ultralytics 以及必要的依赖项

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

2. 克隆 DeepStream-Yolo 仓库

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

3. 复制 export_yolo11.py 文件来自 DeepStream-Yolo/utils 目录到 ultralytics 文件夹

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

4. 从 YOLO11 发布版 下载您选择的 Ultralytics YOLO11 检测模型 (.pt)。这里我们使用 yolo11s.pt。

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

   注意

   您还可以使用自定义训练的 YOLO11 模型。

5. 将模型转换为 ONNX

   python3 export_yolo11.py -w yolo11s.pt
   

   将以下参数传递给上述命令

   对于 DeepStream 5.1，请移除 --dynamic 参数并使用 opset 12 或更低。默认值为 opset 是 17。

   --opset 12
   

   要更改推理大小（默认值：640）

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

   1280 示例：

   -s 1280
   or
   -s 1280 1280
   

   简化 ONNX 模型 (DeepStream >= 6.0)

   --simplify
   

   要使用动态批量大小 (DeepStream >= 6.1)

   --dynamic
   

   要使用静态批次大小（例如，批次大小 = 4）。

   --batch 4
   

6. 复制生成的 .onnx 模型文件和 labels.txt 文件到 DeepStream-Yolo 文件夹

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

7. 根据已安装的 JetPack 版本设置 CUDA 版本

   对于 JetPack 4.6.4:

   export CUDA_VER=10.2
   

   对于 JetPack 5.1.3：

   export CUDA_VER=11.4
   

   对于 Jetpack 6.1：

   export CUDA_VER=12.6
   

8. 编译库

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

9. 编辑 config_infer_primary_yolo11.txt 根据您的模型（对于具有 80 个类别的 YOLO11）的文件

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

10. 编辑 deepstream_app_config 文件

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

11. 您还可以更改视频源。 deepstream_app_config 文件。这里加载了一个默认视频文件

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

运行推理

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

INT8 校准

如果您想使用 INT8 精度进行推理，您需要按照以下步骤操作

1. 设置 OPENCV 环境变量

   export OPENCV=1
   

2. 编译库

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

3. 对于 COCO 数据集，请下载 val2017，提取，然后移动到 DeepStream-Yolo 文件夹

4. 创建一个新的目录来存放校准图像。

   mkdir calibration
   

5. 运行以下命令以从 COCO 数据集中选择 1000 张随机图像以运行校准

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

   注意

   NVIDIA 建议至少使用 500 张图像以获得良好的 准确率。在此示例中，选择 1000 张图像是为了获得更好的准确率（图像越多 = 准确率越高）。您可以从 head -1000 进行设置。例如，对于 2000 张图像，使用 head -2000。此过程可能需要很长时间。

6. 创建 calibration.txt 文件，其中包含所有选定的图像

   realpath calibration/*jpg > calibration.txt
   

7. 设置环境变量

   export INT8_CALIB_IMG_PATH=calibration.txt
   export INT8_CALIB_BATCH_SIZE=1
   

   注意

   更高的 INT8_CALIB_BATCH_SIZE 值将带来更高的准确性和更快的校准速度。根据您的 GPU 内存进行设置。

8. 更新 config_infer_primary_yolo11.txt 文件

   从

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

   要

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

运行推理

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

多流设置

观看： 如何使用 Ultralytics YOLO11 在 Jetson Nano 上通过 DeepStream SDK 运行多个流 🎉

要在单个 deepstream 应用程序下设置多个流，您可以对以下内容进行更改 deepstream_app_config.txt 文件

1. 根据所需的视频流数量，更改行和列以构建网格显示。例如，对于 4 个视频流，我们可以添加 2 行和 2 列。

   [tiled-display]
   rows=2
   columns=2
   

2. 设置 num-sources=4 并添加 uri 所有 4 个流

   [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
   

运行推理

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

基准测试结果

以下基准测试总结了 YOLO11 模型在 NVIDIA Jetson Orin NX 16GB 上以 640x640 的输入尺寸在不同 TensorRT 精度级别下的性能表现。

对比图

详细对比表

致谢

本指南最初由我们在 Seeed Studio 的朋友 Lakshantha 和 Elaine 创建。

常见问题

如何在 NVIDIA Jetson 设备上设置 Ultralytics YOLO11？

要在 NVIDIA Jetson 设备上设置 Ultralytics YOLO11，您首先需要安装与您的 JetPack 版本兼容的 DeepStream SDK。请按照我们的快速入门指南中的分步指南配置您的 NVIDIA Jetson 以进行 YOLO11 部署。

在 NVIDIA Jetson 上将 TensorRT 与 YOLO11 结合使用有什么好处？

将 TensorRT 与 YOLO11 结合使用可优化模型以进行推理，从而显著减少 NVIDIA Jetson 设备上的延迟并提高吞吐量。 TensorRT 通过层融合、精度校准和内核自动调整提供高性能、低延迟的 深度学习 推理。 这可以实现更快、更高效的执行，对于视频分析和自主机器等实时应用尤其有用。

是否可以在不同的 NVIDIA Jetson 硬件上使用 DeepStream SDK 运行 Ultralytics YOLO11？

是的，使用 DeepStream SDK 和 TensorRT 部署 Ultralytics YOLO11 的指南与整个 NVIDIA Jetson 系列兼容。这包括诸如带有 JetPack 5.1.3 的 Jetson Orin NX 16GB 和带有 JetPack 4.6.4 的 Jetson Nano 4GB 之类的设备。有关详细步骤，请参阅 YOLO11 的 DeepStream 配置部分。

如何将 YOLO11 模型转换为 DeepStream 的 ONNX 格式？

要将 YOLO11 模型转换为 ONNX 格式以便使用 DeepStream 进行部署，请使用 utils/export_yolo11.py 脚本来自 DeepStream-Yolo 仓库。

这是一个示例命令：

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

有关模型转换的更多详细信息，请查看我们的模型导出部分。

YOLO 在 NVIDIA Jetson Orin NX 上的性能基准是什么？

YOLO11 模型在 NVIDIA Jetson Orin NX 16GB 上的性能因 TensorRT 精度级别而异。例如，YOLO11s 模型实现了：

• FP32 精度: 14.6 毫秒/帧, 68.5 FPS
• FP16 精度: 7.94 毫秒/帧, 126 FPS
• INT8 精度：5.95 毫秒/帧，168 FPS

这些基准测试突显了在 NVIDIA Jetson 硬件上使用 TensorRT 优化的 YOLO11 模型的效率和能力。更多详情，请参阅我们的基准测试结果部分。

📅 创建于 1 年前 ✏️ 更新于 7 天前

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