金子邦彦研究室人工知能Windows で動く人工知能関係 Pythonアプリケーション,オープンソースソフトウエア)物体検出の実行(MMDetection,PyTorch,Python を使用)(Windows 上)

物体検出の実行(MMDetection,PyTorch,Python を使用)(Windows 上)

目次

  1. 前準備
  2. MMDetection のインストール(Windows 上)
  3. MMDetection を用いた物体検出の実行(Windows 上)

MMDetection

MMDetection は, OpenMMLab の構成物で,物体検出インスタンス・セグメンテーション (instance segmentation), パノプティック・セグメンテーション (panoptic segmentation) の機能を提供する.

文献

Chen, Kai and Wang, Jiaqi and Pang, Jiangmiao and Cao, Yuhang and Xiong, Yu and Li, Xiaoxiao and Sun, Shuyang and Feng, Wansen and Liu, Ziwei and Xu, Jiarui and Zhang, Zheng and Cheng, Dazhi and Zhu, Chenchen and Cheng, Tianheng and Zhao, Qijie and Li, Buyu and Lu, Xin and Zhu, Rui and Wu, Yue and Dai, Jifeng and Wang, Jingdong and Shi, Jianping and Ouyang, Wanli and Loy, Chen Change and Lin, Dahua, MMDetection: Open MMLab Detection Toolbox and Benchmark, arXiv:1906.07155, 2019.

関連する外部ページ

関連項目DETR, Deformable DETR, Mask R-CNN, MMCV, MMFewShot, MMPose, MMSegmentation, MMSegmentation3D, MMSelfSup, MMTracking, OpenMMLab, RetinaNet, Seesaw Loss, SSD, YOLOv3, YOLOv4, YOLOX, インスタンス・セグメンテーション (instance segmentation), パノプティック・セグメンテーション (panoptic segmentation) 物体検出

前準備

Build Tools for Visual Studio 2022 (ビルドツール for Visual Studio 2022)または Visual Studio 2022 のインストール(Windows 上)

インストールの判断Build Tools for Visual Studio は,開発ツールセットである. Visual Studio は統合開発環境であり,いくつかの種類があり,Build Tools for Visual Studioの機能を含むか連携して使用するものである.インストールは以下の基準で判断してください:

不明な点がある場合は,Visual Studio 全体をインストール を行う方が良い.

Build Tools for Visual Studio 2022 のインストール(Windows 上)

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

    次のコマンドを実行

    次のコマンドは,Build Tools for Visual Studio 2022と VC2015 再配布可能パッケージをインストールするものである.

    winget install --scope machine Microsoft.VisualStudio.2022.BuildTools 
    winget install --scope machine Microsoft.VCRedist.2015+.x64
    
  2. Build Tools for Visual Studio 2022 での C++ によるデスクトップ開発,CLI,ATL,MFC のインストール(Windows 上)
    1. Visual Studio Installer の起動

      起動方法: スタートメニューの「Visual Studio Installer」を選ぶ.

    2. Visual Studio Build Tools 2022 で「変更」を選ぶ.
      [image]
    3. C++ によるデスクトップ開発」をクリック.そして,画面右側の「インストール」の詳細で「v143 ビルドツール用 C++/CLI サポート(最新)」,「ATL」,「MFC」をチェックする.その後,「変更」をクリック.
      [image]

Visual Studio のインストール(Windows 上)

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

    次のコマンドを実行

    次のコマンドは,Visual Studio Community 2022と VC2015 再配布可能パッケージをインストールするものである.

    winget install --scope machine Microsoft.VisualStudio.2022.Community
    winget install --scope machine Microsoft.VCRedist.2015+.x64
    
  2. Visual Studio での C++ によるデスクトップ開発,CLI のインストール(Windows 上)
    1. Visual Studio Installer の起動

      起動方法: スタートメニューの「Visual Studio Installer」を選ぶ.

    2. Visual Studio Community 2022 で「変更」を選ぶ.
    3. C++ によるデスクトップ開発」をチェック.そして,画面右側の「インストール」の詳細で「v143 ビルドツール用 C++/CLI サポート(最新)」をチェックする.その後,「インストール」をクリック.

Python 3.10,Git のインストール(Windows 上)

Pythonは,プログラミング言語の1つ. Gitは,分散型のバージョン管理システム.

手順

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

    次のコマンドを実行

    次のコマンドは,Python ランチャーとPython 3.10とGitをインストールし,Gitパスを通すものである.

    次のコマンドでインストールされるGitは 「git for Windows」と呼ばれるものであり, Git,MinGW などから構成されている.

    winget install --scope machine Python.Launcher
    winget install --scope machine Python.Python.3.10
    winget install --scope machine Git.Git
    powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\Program Files\Git\cmd\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
    

関連する外部ページ

サイト内の関連ページ

関連項目Python, Git バージョン管理システム, Git の利用

Build Tools for Visual Studio 2022,NVIDIA ドライバ,NVIDIA CUDA ツールキット 11.8,NVIDIA cuDNN 8.9.7 のインストール(Windows 上)

サイト内の関連ページNVIDIA グラフィックスボードを搭載しているパソコンの場合には, NVIDIA ドライバNVIDIA CUDA ツールキットNVIDIA cuDNN のインストールを行う.

関連する外部ページ

PyTorch のインストール(Windows 上)

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

  2. PyTorch のページを確認

    PyTorch の公式ページ: https://pytorch.org/index.html

  3. 次のようなコマンドを実行(実行するコマンドは,PyTorch のページの表示されるコマンドを使う).

    次のコマンドを実行することにより, PyTorch 2.3 (NVIDIA CUDA 11.8 用)がインストールされる. 但し,Anaconda3を使いたい場合には別手順になる.

    事前に NVIDIA CUDA のバージョンを確認しておくこと(ここでは,NVIDIA CUDA ツールキット 11.8 が前もってインストール済みであるとする).

    PyTorch で,GPU が動作している場合には,「torch.cuda.is_available()」により,True が表示される.

    python -m pip install -U --ignore-installed pip
    python -m pip uninstall -y torch torchvision torchaudio torchtext xformers
    python -m pip install -U torch torchvision torchaudio numpy --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu118
    
    python -c "import torch; print(torch.__version__, torch.cuda.is_available())" 
    
    [image]

    Anaconda3を使いたい場合には, Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt)管理者として実行し, 次のコマンドを実行する. (PyTorch と NVIDIA CUDA との連携がうまくいかない可能性があるため,Anaconda3を使わないことも検討して欲しい).

    conda install -y pytorch torchvision torchaudio pytorch-cuda=11.8 cudnn -c pytorch -c nvidia
    py -c "import torch; print(torch.__version__, torch.cuda.is_available())" 
    

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MMDetection のインストール(Windows 上)

インストールの方法は複数ある. ここでは, NVIDIA CUDA ツールキットを使うことも考え, インストールしやすい方法として,ソースコードからビルドしてインストールする方法を案内している.

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

  2. MIM,MMDetection のインストール

    インストール手順は, https://mmdetection.readthedocs.io/en/latest/get_started.html による.

    python -m pip install -U --ignore-installed pip
    python -m pip uninstall -y openmim mmcv mmcv-full opencv-python opencv-python-headless
    python -m pip install -U openmim opencv-python
    cd /d c:%HOMEPATH%
    rmdir /s /q mmdetection
    git clone https://github.com/open-mmlab/mmdetection.git
    cd mmdetection
    mim uninstall -y mmdet
    pip install -r requirements.txt
    mim install -e .
    mim list
    

    (途中省略)
    [image]
  3. 関連ソフトウェアのインストール

    パノプティック・セグメンテーションと LVIS データセットのため

    python -m pip install instaboostfast
    python -m pip install git+https://github.com/cocodataset/panopticapi.git
    python -m pip install git+https://github.com/lvis-dataset/lvis-api.git
    

MMDetection を用いた物体検出の実行(Windows 上)

物体検出(COCO, Faster-RCNN, R-50-FPN を使用)

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

  2. 事前学習済みモデルのダウンロード

    COCO データセットを用いての事前学習済みモデルを使用している.

    MMDetection の model zoo のページ: https://github.com/open-mmlab/mmdetection/blob/master/docs/en/model_zoo.md

    ここではCOCO, Faster-RCNN, R-50-FPN を選ぶことにする. COCO データセットで学習済みのモデルである.

    • configs/faster_rcnn/faster-rcnn_r50_fpn_1x_coco.py
    • https://download.openmmlab.com/mmdetection/v2.0/faster_rcnn/faster_rcnn_r50_fpn_1x_coco/faster_rcnn_r50_fpn_1x_coco_20200130-047c8118.pth

    次のコマンドを実行する.

    cd /d c:%HOMEPATH%\mmdetection
    mkdir checkpoints
    cd checkpoints
    curl -O https://download.openmmlab.com/mmdetection/v2.0/faster_rcnn/faster_rcnn_r50_fpn_1x_coco/faster_rcnn_r50_fpn_1x_coco_20200130-047c8118.pth
    
    [image]
  3. Python プログラムの実行

    Python プログラムの実行

    Python 開発環境(Jupyter Qt Console, Jupyter ノートブック (Jupyter Notebook), Jupyter Lab, Nteract, Spyder, PyCharm, PyScripterなど)も便利である.

    Python のまとめ: 別ページ »にまとめ

    物体検出を行う

    Python プログラムは,公式ページhttps://mmdetection.readthedocs.io/en/latest/get_started.html のものを書き換えて使用.

    import os
    import torch
    import mmcv
    from mmdet.apis import init_detector, inference_detector
    from mmdet.utils import register_all_modules
    register_all_modules()
    
    os.chdir((os.getenv('HOMEPATH') + '\\' + 'mmdetection'))
    config_file = 'configs/faster_rcnn/faster-rcnn_r50_fpn_1x_coco.py'
    checkpoint_file = 'checkpoints/faster_rcnn_r50_fpn_1x_coco_20200130-047c8118.pth'
    device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
    model = init_detector(config_file, checkpoint_file, device=device, cfg_options = {'show': True})
    img = 'demo/demo.jpg'  # or img = mmcv.imread(img), which will only load it once
    
    # https://mmdetection.readthedocs.io/en/v3.0.0/user_guides/inference.html
    from mmdet.registry import VISUALIZERS
    visualizer = VISUALIZERS.build(model.cfg.visualizer)
    visualizer.dataset_meta = model.dataset_meta
    
    result = inference_detector(model, img)
    image = mmcv.imconvert(mmcv.imread(img), 'bgr', 'rgb')
    visualizer.add_datasample('result', image, data_sample=result, show=False, draw_gt=False)
    mmcv.imshow(visualizer.get_image())
    
    
    [image]
  4. 結果が表示される

    エラーメッセージが出ないことを確認.

    [image]

動画ファイルのセグメンテーション

  1. 動画ファイル video.mp4 を %HOMEPATH%\mmsegmentation に置く
  2. Python プログラムの実行

    Python プログラムの実行

    Python 開発環境(Jupyter Qt Console, Jupyter ノートブック (Jupyter Notebook), Jupyter Lab, Nteract, Spyder, PyCharm, PyScripterなど)も便利である.

    Python のまとめ: 別ページ »にまとめ

    動画ファイルのセグメンテーションを行う.

    import os
    import torch
    import mmcv
    from mmdet.apis import init_detector, inference_detector
    from mmdet.utils import register_all_modules
    register_all_modules()
    
    os.chdir((os.getenv('HOMEPATH') + '\\' + 'mmdetection'))
    config_file = 'configs/faster_rcnn/faster-rcnn_r50_fpn_1x_coco.py'
    checkpoint_file = 'checkpoints/faster_rcnn_r50_fpn_1x_coco_20200130-047c8118.pth'
    device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
    model = init_detector(config_file, checkpoint_file, device=device)
    video = mmcv.VideoReader('demo/demo.mp4')
    
    # https://mmdetection.readthedocs.io/en/v3.0.0/user_guides/inference.html
    from mmdet.registry import VISUALIZERS
    visualizer = VISUALIZERS.build(model.cfg.visualizer)
    visualizer.dataset_meta = model.dataset_meta
    
    for frame in video:
        result = inference_detector(model, frame)
        image = mmcv.imconvert(frame, 'bgr', 'rgb')
        visualizer.add_datasample('result', image, data_sample=result, show=False, draw_gt=False)
        mmcv.imshow(visualizer.get_image(), wait_time=100)
    
    [image]
  3. 結果を確認.
    [image]