Jeonghun (James) Lee: TensorRT5.0-Yolov3

5/30/2019

TensorRT5.0-Yolov3

1. TensorRT 5.0

Jetpack 4.2를 설치를 다 진행을 하고 SDK를 다 설치를 진행을 했으면, 이전 Jetpack 3.3 처럼 기본 Sample을 다시 확인하면,
드디어 python 지원 되는 것을 확인가능하며, C++ 예제도 여전히 존재한다.

이전 SDK보다 Sample의 갯수가 많아졌으며, 추측으로는 Server 기반의 API도 지원가능한 것 같다.
각각의 기능을 다 살펴보려면 Manual과 소스를 조금씩 다 분석을 해봐야겠다.

1.1 TensorRT Sample TEST

이전 처럼 TensorRT Sample 소스로 가서 빌드 후 생긴 각각의 bin 파일들을 테스트 진행

Sampel Build

$ ssh -X jetsontx2@192.168.55.1   // jetson TX2 접속 

jetsontx2@jetsontx2-desktop:~$  ls /usr/src/tensorrt/samples/
common     Makefile.config  sampleFasterRCNN  sampleINT8API  sampleMNISTAPI   sampleOnnxMNIST  sampleUffMNIST
getDigits  python           sampleGoogleNet   sampleMLP      sampleMovieLens  samplePlugin     sampleUffSSD
Makefile   sampleCharRNN    sampleINT8        sampleMNIST    sampleNMT        sampleSSD        trtexec

jetsontx2@jetsontx2-desktop:~$ cd /usr/src/tensorrt/samples
jetsontx2@jetsontx2-desktop:~$ sudo make

Sampel Test

jetsontx2@jetsontx2-desktop:~$ cd ..
bin  data  python  samples

jetsontx2@jetsontx2-desktop:~$ cd ./bin
jetsontx2@jetsontx2-desktop:/usr/src/tensorrt/bin$ ls
chobj                     sample_googlenet        sample_mnist            sample_onnx_mnist        sample_uff_ssd
dchobj                    sample_googlenet_debug  sample_mnist_api        sample_onnx_mnist_debug  sample_uff_ssd_debug
download-digits-model.py  sample_int8             sample_mnist_api_debug  sample_plugin            trtexec
giexec                    sample_int8_api         sample_mnist_debug      sample_plugin_debug      trtexec_debug
sample_char_rnn           sample_int8_api_debug   sample_movielens        sample_ssd
sample_char_rnn_debug     sample_int8_debug       sample_movielens_debug  sample_ssd_debug
sample_fasterRCNN         sample_mlp              sample_nmt              sample_uff_mnist
sample_fasterRCNN_debug   sample_mlp_debug        sample_nmt_debug        sample_uff_mnist_debug

:/usr/src/tensorrt/bin$ ./sample_mlp  // Simple TEST 이며, 다 테스트 진행 



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@@@@@@@%=      -@@@**@@@@@@@
@@@@@@@   :%#@-#@@@. #@@@@@@
@@@@@@*  +@@@@:*@@@  *@@@@@@
@@@@@@#  +@@@@ @@@%  @@@@@@@
@@@@@@@.  :%@@.@@@. *@@@@@@@
@@@@@@@@-   =@@@@. -@@@@@@@@
@@@@@@@@@%:   +@- :@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@%.  : -@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@+   #@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@+  :@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@+   *@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@: =  @@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@ :@  @@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@ -@  @@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@# +@  @@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@* ++  @@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@*    *@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@#   =@@@@@@@@@@
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2. Yolov3 python 테스트

TensorRT 5.0 부터 python으로 Yolov3를 onnx 기반에서 지원하며, 아래 테스트를 진행해보면, 결국 TensorRT 용 전용 Data를 생성해서 동작된다.

Python Package 확인

$ dpkg -l | grep TensorRT     // TensorRT 관련 Package 설치확인 
ii  graphsurgeon-tf                               5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        GraphSurgeon for TensorRT package
ii  libnvinfer-dev                                5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        TensorRT development libraries and headers
ii  libnvinfer-samples                            5.0.6-1+cuda10.0                                all          TensorRT samples and documentation
ii  libnvinfer5                                   5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        TensorRT runtime libraries
ii  python-libnvinfer                             5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        Python bindings for TensorRT
ii  python-libnvinfer-dev                         5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        Python development package for TensorRT
ii  python3-libnvinfer                            5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        Python 3 bindings for TensorRT
ii  python3-libnvinfer-dev                        5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        Python 3 development package for TensorRT
ii  tensorrt                                      5.0.6.3-1+cuda10.0                              arm64        Meta package of TensorRT
ii  uff-converter-tf                              5.0.6-1+cuda10.0                                arm64        UFF converter for TensorRT package

TensorRT 설치확인 (주의 x86기반 설명이므로 참고만)
https://docs.nvidia.com/deeplearning/sdk/tensorrt-install-guide/index.html

Python Package 설치

$ sudo apt-get install -y python-pip python-dev  // python2    상위소스가 python 2이므로 이것만설치 
$ sudo apt-get install -y python3-pip python3-dev // python3  , 다른 소스는 python3 이므로 설치  

$ pip install wget

//onnx 에러 해결을 위해 아래와 같이 설치 
$ sudo apt-get install cmake  //  onnx에서 필요 
$ sudo apt-get install build-essential // build 관련부분 전체설치 
$ sudo apt-get install protobuf-compiler libprotoc-dev  //

$ pip install onnx     // 설치시 cmakd 및 probuf 설치가 필요 1.5.0 
$ pip uninstall onnx; pip install onnx==1.4.1  // 상위 onnx가 NVIDIA에서 알려진 이슈로 나옴,  
$ pip uninstall onnx; pip install onnx=1.2.2    // 진행 했지만 설치 안됨 
$ pip install Pillow==2.2.1  // libjpeg 설치안해서 아래의 소스에서 에러  
$ sudo apt-get install libjpeg-dev  // libjpeg 설치  후 PIL 재설치 및 설정  
$ pip uninstall Pillow; pip install --no-cache-dir -I pillow  // Pillow==6.0.0 변경

pip 설치 및 tensorflow 기본설치
https://github.com/jetsonhacks/installTensorFlowJetsonTX

onnx 설치시 문제발생
https://github.com/onnx/onnx-tensorrt/issues/62

  https://github.com/onnx/onnx/issues/389

onnx nvidia issue 사항 확인
  https://docs.nvidia.com/deeplearning/sdk/tensorrt-release-notes/tensorrt-5.html
  https://devtalk.nvidia.com/default/topic/1047487/tensorrt-5-0-2-6-yolov3_onnx-sample-error-/

PIL ( jpeg decode 사용하므로 먼저설치필요)
  https://stackoverflow.com/questions/29649941/pil-decoder-jpeg-not-available-raspberry

기타정보
  https://blog.csdn.net/xxradon/article/details/89160576

2.1 python yolov3_onnx test 진행

상위에서 필요한 python pakcage들을 전부 설치를 해야 동작가능하며, 나의 경우는 테스트하면서 필요한 Package를 설치하여 상위와 같이 적었다.

README 를 반드시 읽고 관련사항 숙지
- YOLOv3 -> ONNX -> TensorRT 로 최종변환

$ cd /usr/src/tensorrt/samples/python
$ ls
common.py                    fc_plugin_caffe_mnist        network_api_pytorch_mnist  uff_ssd
end_to_end_tensorflow_mnist  introductory_parser_samples  uff_custom_plugin          yolov3_onnx

$ cd yolov3_onnx/

$ vi README.md  // python 3는 미지원 확인 및 아래 명령들 확인, 각 python 기능확인

$ cat requirements.txt   // 설치되어있어야 하는 Python Package
numpy>=1.15.1
onnx
pycuda>=2017.1.1
Pillow>=5.2.0
wget>=3.2

$ python2 -m pip install -r requirements.txt  // python2 onnx 1.5.0 설치됨 (다시별도로  1.4.1 변경 후 진행)  
$ python3 -m pip install -r requirements.txt  // python3  (나는 아직 설치 안함)


//python2이며 동작되면, yolov3.weight yolov3.cfg download 진행후 onnx 변환 
$ sudo python yolov3_to_onnx.py    // onnx 1.4.1 동작 ,   
Layer of type yolo not supported, skipping ONNX node generation.
Layer of type yolo not supported, skipping ONNX node generation.
Layer of type yolo not supported, skipping ONNX node generation.
graph YOLOv3-608 (
  0_net[FLOAT, 64x3x608x608]
) initializers (
  1_convolutional_bn_scale[FLOAT, 32]
  1_convolutional_bn_bias[FLOAT, 32]
  1_convolutional_bn_mean[FLOAT, 32]
  1_convolutional_bn_var[FLOAT, 32]
  1_convolutional_conv_weights[FLOAT, 32x3x3x3]
  2_convolutional_bn_scale[FLOAT, 64]
  2_convolutional_bn_bias[FLOAT, 64]
  2_convolutional_bn_mean[FLOAT, 64]
  2_convolutional_bn_var[FLOAT, 64]
  2_convolutional_conv_weights[FLOAT, 64x32x3x3]
  3_convolutional_bn_scale[FLOAT, 32]
  3_convolutional_bn_bias[FLOAT, 32]
  3_convolutional_bn_mean[FLOAT, 32]
  3_convolutional_bn_var[FLOAT, 32]
  3_convolutional_conv_weights[FLOAT, 32x64x1x1]
  4_convolutional_bn_scale[FLOAT, 64]
  4_convolutional_bn_bias[FLOAT, 64]
  4_convolutional_bn_mean[FLOAT, 64]
  4_convolutional_bn_var[FLOAT, 64]
  4_convolutional_conv_weights[FLOAT, 64x32x3x3]
  6_convolutional_bn_scale[FLOAT, 128]
  6_convolutional_bn_bias[FLOAT, 128]
  6_convolutional_bn_mean[FLOAT, 128]
  6_convolutional_bn_var[FLOAT, 128]
..........
  %104_convolutional_conv_weights[FLOAT, 128x256x1x1]
  %105_convolutional_bn_scale[FLOAT, 256]
  %105_convolutional_bn_bias[FLOAT, 256]
  %105_convolutional_bn_mean[FLOAT, 256]
  %105_convolutional_bn_var[FLOAT, 256]
  %105_convolutional_conv_weights[FLOAT, 256x128x3x3]
  %106_convolutional_conv_bias[FLOAT, 255]
  %106_convolutional_conv_weights[FLOAT, 255x256x1x1]
...
) {
  1_convolutional = Conv[auto_pad = u'SAME_LOWER', dilations = [1, 1], kernel_shape = [3, 3], strides = [1, 1]](0_net, 1_convolutional_conv_weights)
  1_convolutional_bn = BatchNormalization[epsilon = 1e-05, momentum = 0.99](1_convolutional, 1_convolutional_bn_scale, 1_convolutional_bn_bias, 1_convolutional_bn_mean, 1_convolutional_bn_var)
  1_convolutional_lrelu = LeakyRelu[alpha = 0.1](1_convolutional_bn)
  2_convolutional = Conv[auto_pad = u'SAME_LOWER', dilations = [1, 1], kernel_shape = [3, 3], strides = [2, 2]](1_convolutional_lrelu, 2_convolutional_conv_weights)
...
  %103_convolutional_bn = BatchNormalization[epsilon = 1e-05, momentum = 0.99](%103_convolutional, %103_convolutional_bn_scale, %103_convolutional_bn_bias, %103_convolutional_bn_mean, %103_convolutional_bn_var)
  %103_convolutional_lrelu = LeakyRelu[alpha = 0.1](%103_convolutional_bn)
  %104_convolutional = Conv[auto_pad = u'SAME_LOWER', dilations = [1, 1], kernel_shape = [1, 1], strides = [1, 1]](%103_convolutional_lrelu, %104_convolutional_conv_weights)
  %104_convolutional_bn = BatchNormalization[epsilon = 1e-05, momentum = 0.99](%104_convolutional, %104_convolutional_bn_scale, %104_convolutional_bn_bias, %104_convolutional_bn_mean, %104_convolutional_bn_var)
  %104_convolutional_lrelu = LeakyRelu[alpha = 0.1](%104_convolutional_bn)
  %105_convolutional = Conv[auto_pad = u'SAME_LOWER', dilations = [1, 1], kernel_shape = [3, 3], strides = [1, 1]](%104_convolutional_lrelu, %105_convolutional_conv_weights)
  %105_convolutional_bn = BatchNormalization[epsilon = 1e-05, momentum = 0.99](%105_convolutional, %105_convolutional_bn_scale, %105_convolutional_bn_bias, %105_convolutional_bn_mean, %105_convolutional_bn_var)
  %105_convolutional_lrelu = LeakyRelu[alpha = 0.1](%105_convolutional_bn)
  %106_convolutional = Conv[auto_pad = u'SAME_LOWER', dilations = [1, 1], kernel_shape = [1, 1], strides = [1, 1]](%105_convolutional_lrelu, %106_convolutional_conv_weights, %106_convolutional_conv_bias)
  return %082_convolutional, %094_convolutional, %106_convolutional

//python 2이며, onnx에서 tensorRT 변환 (README참조) 
$ sudo python onnx_to_tensorrt.py   // PIL Module 6.0.0  과 jpeglib 필요 
$ sudo python onnx_to_tensorrt.py 
Loading ONNX file from path yolov3.onnx...
Beginning ONNX file parsing
Completed parsing of ONNX file
Building an engine from file yolov3.onnx; this may take a while...
Completed creating Engine
Running inference on image dog.jpg...
[[135.04631129 219.14287094 184.31729756 324.86083388]
 [ 98.95616386 135.5652711  499.10095358 299.16207424]
 [477.88943795  81.22835189 210.86732516  86.96319981]] [0.99852328 0.99881124 0.93929232] [16  1  7]
Saved image with bounding boxes of detected objects to dog_bboxes.png

$ eog dog_bboxes.png  // box와 label 이 생김 

$ ls
coco_labels.txt     data_processing.pyc  dog.jpg              README.md         yolov3.cfg   yolov3_to_onnx.py   yolov3.trt
data_processing.py  dog_bboxes.png       onnx_to_tensorrt.py  requirements.txt  yolov3.onnx  yolov3_to_onnx.pyc  yolov3.weights

$ sudo python onnx_to_tensorrt.py   // 두번째 실행하면, onnx->trt 변환이 필요 없으므로, 빨리 실행 
Reading engine from file yolov3.trt
Running inference on image dog.jpg...
[[135.04631129 219.14287094 184.31729756 324.86083388]
 [ 98.95616386 135.5652711  499.10095358 299.16207424]
 [477.88943795  81.22835189 210.86732516  86.96319981]] [0.99852328 0.99881124 0.93929232] [16  1  7]
Saved image with bounding boxes of detected objects to dog_bboxes.png.

$ vi coco_labels.txt  // 분류가능한 것 정보가 나온다. 

$ pip list   // pip는 기본으로 pip2로 설정되며, python2 Package Version ( pip3, python3)
DEPRECATION: The default format will switch to columns in the future. You can use --format=(legacy|columns) (or define a format=(legacy|columns) in your pip.conf under the [list] section) to disable this warning.
appdirs (1.4.3)
asn1crypto (0.24.0)
atomicwrites (1.3.0)
attrs (19.1.0)
configparser (3.7.4)
contextlib2 (0.5.5)
cryptography (2.1.4)
decorator (4.4.0)
enum34 (1.1.6)
funcsigs (1.0.2)
gps (3.17)
graphsurgeon (0.3.2)
idna (2.6)
importlib-metadata (0.17)
ipaddress (1.0.17)
keyring (10.6.0)
keyrings.alt (3.0)
Mako (1.0.10)
MarkupSafe (1.1.1)
more-itertools (5.0.0)
numpy (1.16.4)
onnx (1.4.1)
pathlib2 (2.3.3)
Pillow (6.0.0)
pip (9.0.1)
pluggy (0.12.0)
protobuf (3.8.0)
py (1.8.0)
pycairo (1.16.2)
pycrypto (2.6.1)
pycuda (2019.1)
pygobject (3.26.1)
pytest (4.5.0)
pytools (2019.1.1)
pyxdg (0.25)
scandir (1.10.0)
SecretStorage (2.3.1)
setuptools (41.0.1)
six (1.12.0)
tensorrt (5.0.6.3)
typing (3.6.6)
typing-extensions (3.7.2)
uff (0.5.5)
unity-lens-photos (1.0)
wcwidth (0.1.7)
wget (3.2)
wheel (0.30.0)
zipp (0.5.1)

결론적으로 yolo ->onnx ->TensorRT 변환시간이 많이 걸리며, 한번 변한면 속도는 괜찮다.

다른 그림 테스트 진행

간단히 소스를 수정해서 다른 그림들을 손쉽게 테스트가 가능하며, 지금까지 나는 최상의 성능으로 테스트를 진행하지 않았다.
JetsonTX2가 Pan이 안돌면 보통상태이다.

$ sudo cp ~/download/*.jpg     // 크롬을 이용하여 자동차 , 고양이 사진 download 
$ sudo cp onnx_to_tensorrt.py jhleetest.py  // 다른 그림 테스트 용 (권한 root )

$ sudo vi jhleetest.py  // 관련부분 car.jpg 수정 
$ sudo python jhleetest.py  // 빠른실행 Car 변환 
Reading engine from file yolov3.trt
Running inference on image car.jpg...
[[ 120.05153578  152.42545467  966.89172317  486.4402317 ]
 [  89.13414976  131.88476328 1018.99139214  434.55479845]] [0.96183921 0.78680305] [2 7]
Saved image with bounding boxes of detected objects to car_bboxes.png.

$ sudo vi jhleetest.py  // 관련부분 cat.jpg 수정
$ sudo python jhleetest.py //빠른실행
Reading engine from file yolov3.trt
Running inference on image cat.jpg...
[[113.97585209  53.73459241 781.95893924 365.30765023]] [0.85985616] [15]
Saved image with bounding boxes of detected objects to cat_bboxes.png.

$ eog car_bboxes.png
$ eog cat_bboxes.png

최상의 상태에서 테스트 진행

아래의 Command를 먼저 주고 실행

$ sudo nvpmodel -m 0
$ sudo ~/jetson_clocks.sh

jetson_clock.sh (Jetpack 4.2)
  https://devtalk.nvidia.com/default/topic/1049117/jetson-agx-xavier/jetpack-4-2-missing-jetson_clocks-sh-/

관련사항
  https://devtalk.nvidia.com/default/topic/1047018/tensorrt/yolov3_to_onnx-py-sample-failure/

TensorRT backend for ONNX
  https://github.com/onnx/onnx-tensorrt#tests

NVIDIA Multimedia
https://docs.nvidia.com/jetson/archives/l4t-multimedia-archived/l4t-multimedia-281/index.html

2.2 ONNX Model

ONNX Model에 관련된 아래의 예제가 별도로 있으며, 아래의 예제는 추후 시간이 되면 실행을 해보고 관련된 내용을 습득한다.

아래의 문서를 읽어보면, Profile 에 관한내용 및 Optimization 및 좋은 내용이 많이 있으므로 추후 반드시 관련내용을 알아두자.

How to Speed Up Deep Learning Inference Using TensorRT
  https://devblogs.nvidia.com/speed-up-inference-tensorrt/

3. Visionworks Sample

사용할지 안할지 모르겠지만, Jetson TX2에 아래의 같은 Sample이 존재하여 더 첨부해서 넣는다.
Visionworks를 사용하는 예제이며, Jetsonhacks에서 제공하는데라 따라하면, 쉽게 실행을 할수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=tFrrCrSTCig
https://www.youtube.com/watch?v=KROP46Wte4Q&t=552s

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