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使用现有模型进行推理

MMPose为姿态估计提供了大量可以从模型库中找到的预测训练模型。本指南将演示如何执行推理,或使用训练过的模型对提供的图像或视频运行姿态估计。

有关在标准数据集上测试现有模型的说明,请参阅本指南。

在MMPose,模型由配置文件定义,而其已计算好的参数存储在权重文件(checkpoint file)中。您可以在模型库中找到模型配置文件和相应的权重文件的URL。我们建议从使用HRNet模型的配置文件权重文件开始。

推理器:统一的推理接口

MMPose提供了一个被称为MMPoseInferencer的、全面的推理API。这个API使得用户得以使用所有MMPose支持的模型来对图像和视频进行模型推理。此外,该API可以完成推理结果自动化,并方便用户保存预测结果。

基本用法

MMPoseInferencer可以在任何Python程序中被用来执行姿态估计任务。以下是在一个在Python Shell中使用预训练的人体姿态模型对给定图像进行推理的示例。

from mmpose.apis import MMPoseInferencer

img_path = 'tests/data/coco/000000000785.jpg'   # 将img_path替换给你自己的路径

# 使用模型别名创建推断器
inferencer = MMPoseInferencer('human')

# MMPoseInferencer采用了惰性推断方法,在给定输入时创建一个预测生成器
result_generator = inferencer(img_path, show=True)
result = next(result_generator)

如果一切正常,你将在一个新窗口中看到下图:

inferencer_result_coco

在上述示例中,变量result是一个字典,包含两个键,分别是visualizationpredictionsvisualization用于存储可视化结果,但由于没有设定参数return_vis,因此该列表为空。但是predictions保存了每个检测到的实例的、估计得到的关键点列表。

还可以使用用于用于推断的命令行界面工具(CLI, command-line interface):demo/inferencer_demo.py。这个工具允许用户使用以下命令使用相同的模型和输入执行推理:

python demo/inferencer_demo.py 'tests/data/coco/000000000785.jpg' \
    --pose2d 'human' --show --pred-out-dir 'predictions'

预测结果将被保存在路径predictions/000000000785.json。作为一个API,inferencer_demo.py的输入参数与MMPoseInferencer的相同。前者能够处理一系列输入类型,包括以下内容:

  • 图像路径

  • 视频路径

  • 文件夹路径(这会导致该文件夹中的所有图像都被推断出来)

  • 表示图像的 numpy array (在命令行界面工具中未支持)

  • 表示图像的 numpy array 列表 (在命令行界面工具中未支持)

  • 摄像头(在这种情况下,输入参数应该设置为webcamwebcam:{CAMERA_ID}

自定义姿态估计模型

MMPoseInferencer提供了几种可用于自定义所使用的模型的方法:

# 使用模型别名构建推断器
inferencer = MMPoseInferencer('human')

# 使用模型配置名构建推断器
inferencer = MMPoseInferencer('td-hm_hrnet-w32_8xb64-210e_coco-256x192')

# 使用模型配置文件和权重文件的路径或 URL 构建推断器
inferencer = MMPoseInferencer(
    pose2d='configs/body_2d_keypoint/topdown_heatmap/coco/' \
           'td-hm_hrnet-w32_8xb64-210e_coco-256x192.py',
    pose2d_weights='https://download.openmmlab.com/mmpose/top_down/' \
                   'hrnet/hrnet_w32_coco_256x192-c78dce93_20200708.pth'
)

模型别名的完整列表可以在模型别名部分中找到。

此外,自顶向下的姿态估计器还需要一个对象检测模型。MMPoseInferencer能够推断用MMPose支持的数据集训练的模型的实例类型,然后构建必要的对象检测模型。用户也可以通过以下方式手动指定检测模型:

# 通过别名指定检测模型
# 可用的别名包括“human”、“hand”、“face”、“animal”、
# 以及mmdet中定义的任何其他别名
inferencer = MMPoseInferencer(
    # 假设姿态估计器是在自定义数据集上训练的
    pose2d='custom_human_pose_estimator.py',
    pose2d_weights='custom_human_pose_estimator.pth',
    det_model='human'
)

# 使用模型配置名称指定检测模型
inferencer = MMPoseInferencer(
    pose2d='human',
    det_model='yolox_l_8x8_300e_coco',
    det_cat_ids=[0],  # 指定'human'类的类别id
)

# 使用模型配置文件和权重文件的路径或URL构建推断器
inferencer = MMPoseInferencer(
    pose2d='human',
    det_model=f'{PATH_TO_MMDET}/configs/yolox/yolox_l_8x8_300e_coco.py',
    det_weights='https://download.openmmlab.com/mmdetection/v2.0/' \
                'yolox/yolox_l_8x8_300e_coco/' \
                'yolox_l_8x8_300e_coco_20211126_140236-d3bd2b23.pth',
    det_cat_ids=[0],  # 指定'human'类的类别id
)

转储结果

在执行姿态估计推理任务之后,您可能希望保存结果以供进一步分析或处理。本节将指导您将预测的关键点和可视化结果保存到本地。

要将预测保存在JSON文件中,在运行MMPoseInferencer的实例inferencer时使用pred_out_dir参数:

result_generator = inferencer(img_path, pred_out_dir='predictions')
result = next(result_generator)

预测结果将以JSON格式保存在predictions/文件夹中,每个文件以相应的输入图像或视频的名称命名。

对于更高级的场景,还可以直接从inferencer返回的result字典中访问预测结果。其中,predictions包含输入图像或视频中每个单独实例的预测关键点列表。然后,您可以使用您喜欢的方法操作或存储这些结果。

请记住,如果你想将可视化图像和预测文件保存在一个文件夹中,你可以使用out_dir参数:

result_generator = inferencer(img_path, out_dir='output')
result = next(result_generator)

在这种情况下,可视化图像将保存在output/visualization/文件夹中,而预测将存储在output/forecasts/文件夹中。

可视化

推理器inferencer可以自动对输入的图像或视频进行预测。可视化结果可以显示在一个新的窗口中,并保存在本地。

要在新窗口中查看可视化结果,请使用以下代码:

请注意:

  • 如果输入视频来自网络摄像头,默认情况下将在新窗口中显示可视化结果,以此让用户看到输入

  • 如果平台上没有GUI,这个步骤可能会卡住

要将可视化结果保存在本地,可以像这样指定vis_out_dir参数:

result_generator = inferencer(img_path, vis_out_dir='vis_results')
result = next(result_generator)

输入图片或视频的可视化预测结果将保存在vis_results/文件夹中

在开头展示的滑雪图中,姿态的可视化估计结果由关键点(用实心圆描绘)和骨架(用线条表示)组成。这些视觉元素的默认大小可能不会产生令人满意的结果。用户可以使用radiusthickness参数来调整圆的大小和线的粗细,如下所示:

result_generator = inferencer(img_path, show=True, radius=4, thickness=2)
result = next(result_generator)

推理器参数

MMPoseInferencer提供了各种自定义姿态估计、可视化和保存预测结果的参数。下面是初始化推断器时可用的参数列表及对这些参数的描述:

Argument Description
pose2d 指定2D姿态估计模型的模型别名、配置文件名称或配置文件路径。
pose2d_weights 指定2D姿态估计模型权重文件的URL或本地路径。
det_model 指定对象检测模型的模型别名、配置文件名或配置文件路径。
det_weights 指定对象检测模型权重文件的URL或本地路径。
det_cat_ids 指定与要检测的对象类对应的类别id列表。
device 执行推理的设备。如果为None,推理器将选择最合适的一个。
scope 定义模型模块的名称空间

推理器设计用于处理预测的可视化和保存。下面是使用MMPoseInferencer执行推理时可用的参数列表:

Argument Description
show 确定图像或视频的预测结果是否应在弹出窗口中显示。
radius 设置关键点半径。
thickness 设置骨架(线条)粗细。
return_vis 确定返回结果result中是否应包括可视化结果列表visualization
vis_out_dir 指定保存可视化图像的文件夹路径。如果未设置,将不会保存可视化图像。
return_datasample 确定是否以PoseDataSample的形式返回预测。
pred_out_dir 指定保存预测结果predictions的文件夹路径。如果不设置,预测结果将不会被保存。
out_dir 如果指定了输出路径参数out_dir,但未设置vis_out_dirpred_out_dir,则分别将vis_out_dirpred_out_dir设置为f'{out_dir}/visualization'f'{out_dir}/ forecasts'

模型别名

MMPose为常用模型提供了一组预定义的别名。在初始化 MMPoseInferencer 时,这些别名可以用作简略的表达方式,而不是指定完整的模型配置名称。下面是可用的模型别名及其对应的配置名称的列表:

别名 配置文件名称 对应任务 姿态估计模型 检测模型
animal rtmpose-m_8xb64-210e_ap10k-256x256 Animal pose estimation RTMPose-m RTMDet-m
human rtmpose-m_8xb256-420e_aic-coco-256x192 Human pose estimation RTMPose-m RTMDet-m
face rtmpose-m_8xb64-60e_wflw-256x256 Face keypoint detection RTMPose-m yolox-s
hand rtmpose-m_8xb32-210e_coco-wholebody-hand-256x256 Hand keypoint detection RTMPose-m ssdlite_mobilenetv2
wholebody rtmpose-m_8xb64-270e_coco-wholebody-256x192 Human wholebody pose estimation RTMPose-m RTMDet-m
vitpose td-hm_ViTPose-base-simple_8xb64-210e_coco-256x192 Human pose estimation ViTPose-base RTMDet-m
vitpose-s td-hm_ViTPose-small-simple_8xb64-210e_coco-256x192 Human pose estimation ViTPose-small RTMDet-m
vitpose-b td-hm_ViTPose-base-simple_8xb64-210e_coco-256x192 Human pose estimation ViTPose-base RTMDet-m
vitpose-l td-hm_ViTPose-large-simple_8xb64-210e_coco-256x192 Human pose estimation ViTPose-large RTMDet-m
vitpose-h td-hm_ViTPose-huge-simple_8xb64-210e_coco-256x192 Human pose estimation ViTPose-huge RTMDet-m

此外,用户可以使用命令行界面工具显示所有可用的别名,使用以下命令:

python demo/inferencer_demo.py --show-alias