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comments: true
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# 小目标检测产线使用教程
## 1. 小目标检测产线介绍
小目标检测是一种专门识别图像中体积较小物体的技术,广泛应用于监控、无人驾驶和卫星图像分析等领域。它能够从复杂场景中准确找到并分类像行人、交通标志或小动物等小尺寸物体。通过使用深度学习算法和优化的卷积神经网络,小目标检测可以有效提升对小物体的识别能力,确保在实际应用中不遗漏重要信息。这项技术在提高安全性和自动化水平方面发挥着重要作用。本产线同时提供了灵活的服务化部署方式,支持在多种硬件上使用多种编程语言调用。不仅如此,本产线也提供了二次开发的能力,您可以基于本产线在您自己的数据集上训练调优,训练后的模型也可以无缝集成。
通用小目标检测产线中包含了小目标检测模块,该模块都包含多个模型,您可以根据下方的基准测试数据选择使用的模型。
如果您更注重模型的精度,请选择精度较高的模型;如果您更在意模型的推理速度,请选择推理速度较快的模型;如果您关注模型的存储大小,请选择存储体积较小的模型。
通用图像小目标检测模块(可选):
| 模型 | 模型下载链接 | mAP(%) | GPU推理耗时(ms) [常规模式 / 高性能模式] |
CPU推理耗时(ms) [常规模式 / 高性能模式] |
模型存储大小(M) |
|---|---|---|---|---|---|
| PP-YOLOE_plus_SOD-S | 推理模型/训练模型 | 25.1 | 135.68 / 122.94 | 188.09 / 107.74 | 77.3 M |
| PP-YOLOE_plus_SOD-L | 推理模型/训练模型 | 31.9 | 114.24 / 93.98 | 285.39 / 285.39 | 325.0 M |
| PP-YOLOE_plus_SOD-largesize-L | 推理模型/训练模型 | 42.7 | 639.57 / 332.79 | 2807.12 / 2807.12 | 340.5 M |
注:以上精度指标为 VisDrone-DET 验证集 mAP(0.5:0.95)。以上所有模型 GPU 推理耗时基于 NVIDIA Tesla T4 机器,精度类型为 FP32, CPU 推理速度基于 Intel(R) Xeon(R) Gold 5117 CPU @ 2.00GHz,线程数为8,精度类型为 FP32。
## 2. 快速开始 ### 2.1 本地体验 >❗ 在本地使用通用小目标检测产线前,请确保您已经按照[PaddleX本地安装教程](../../../installation/installation.md)完成了PaddleX的wheel包安装。 #### 2.1.1 命令行方式体验 * 一行命令即可快速体验小目标检测产线效果,使用 [测试文件](https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/small_object_detection.jpg),并将 `--input` 替换为本地路径,进行预测 ```bash paddlex --pipeline small_object_detection \ --input small_object_detection.jpg \ --threshold 0.5 \ --save_path ./output \ --device gpu:0 ``` 相关的参数说明可以参考[2.2.2 Python脚本方式集成](#222-python脚本方式集成)中的参数说明。 运行后,会将结果打印到终端上,结果如下: ```bash {'res': {'input_path': 'small_object_detection.jpg', 'page_index': None, 'boxes': [{'cls_id': 0, 'label': 'pedestrian', 'score': 0.8182944655418396, 'coordinate': [203.60147, 701.3809, 224.2007, 743.8429]}, {'cls_id': 0, 'label': 'pedestrian', 'score': 0.8150849342346191, 'coordinate': [185.01398, 710.8665, 201.76335, 744.9308]}, {'cls_id': 0, 'label': 'pedestrian', 'score': 0.7748839259147644, 'coordinate': [295.1978, 500.2161, 309.33438, 532.0253]}, {'cls_id': 0, 'label': 'pedestrian', 'score': 0.7688254714012146, 'coordinate': [851.5233, 436.13293, 863.2146, 466.8981]}, {'cls_id': 0, 'label': 'pedestrian', 'score': 0.689735472202301, 'coordinate': [802.1584, 460.10693, 815.6586, 488.85086]}, {'cls_id': 0, 'label': 'pedestrian', 'score': 0.6697502136230469, 'coordinate': [479.947, 309.43323, 489.1534, 332.5485]}, ...]}} ``` 运行结果参数说明可以参考[2.2.2 Python脚本方式集成](#222-python脚本方式集成)中的结果解释。 可视化结果保存在`save_path`下,其中小目标检测的可视化结果如下:
#### 2.1.2 Python脚本方式集成
* 上述命令行是为了快速体验查看效果,一般来说,在项目中,往往需要通过代码集成,您可以通过几行代码即可完成产线的快速推理,推理代码如下:
```python
from paddlex import create_pipeline
pipeline = create_pipeline(pipeline="small_object_detection")
output = pipeline.predict(input="small_object_detection.jpg", threshold=0.5)
for res in output:
res.print()
res.save_to_img(save_path="./output/")
res.save_to_json(save_path="./output/")
```
在上述 Python 脚本中,执行了如下几个步骤:
(1)通过 `create_pipeline()` 实例化 小目标检测 产线对象,具体参数说明如下:
| 参数 | 参数说明 | 参数类型 | 默认值 |
|---|---|---|---|
pipeline |
产线名称或是产线配置文件路径。如为产线名称,则必须为 PaddleX 所支持的产线。 | str |
None |
config |
产线具体的配置信息(如果和pipeline同时设置,优先级高于pipeline,且要求产线名和pipeline一致)。 |
dict[str, Any] |
None |
device |
产线推理设备。支持指定GPU具体卡号,如“gpu:0”,其他硬件具体卡号,如“npu:0”,CPU如“cpu”。 | str |
None |
use_hpip |
是否启用高性能推理,仅当该产线支持高性能推理时可用。 | bool |
False |
| 参数 | 参数说明 | 参数类型 | 可选项 | 默认值 |
|---|---|---|---|---|
input |
待预测数据,支持多种输入类型,必填 | Python Var|str|list |
|
None |
device |
产线推理设备 | str|None |
|
None |
threshold |
模型推理时实际使用的图像分辨率 | None|float|dict[int, float] |
|
None |
| 方法 | 方法说明 | 参数 | 参数类型 | 参数说明 | 默认值 |
|---|---|---|---|---|---|
print() |
打印结果到终端 | format_json |
bool |
是否对输出内容进行使用 JSON 缩进格式化 |
True |
indent |
int |
指定缩进级别,以美化输出的 JSON 数据,使其更具可读性,仅当 format_json 为 True 时有效 |
4 | ||
ensure_ascii |
bool |
控制是否将非 ASCII 字符转义为 Unicode。设置为 True 时,所有非 ASCII 字符将被转义;False 则保留原始字符,仅当format_json为True时有效 |
False |
||
save_to_json() |
将结果保存为json格式的文件 | save_path |
str |
保存的文件路径,当为目录时,保存文件命名与输入文件类型命名一致 | 无 |
indent |
int |
指定缩进级别,以美化输出的 JSON 数据,使其更具可读性,仅当 format_json 为 True 时有效 |
4 | ||
ensure_ascii |
bool |
控制是否将非 ASCII 字符转义为 Unicode。设置为 True 时,所有非 ASCII 字符将被转义;False 则保留原始字符,仅当format_json为True时有效 |
False |
||
save_to_img() |
将结果保存为图像格式的文件 | save_path |
str |
保存的文件路径,支持目录或文件路径 | 无 |
| 属性 | 属性说明 |
|---|---|
json |
获取预测的 json 格式的结果 |
img |
获取格式为 dict 的可视化图像 |
对于服务提供的主要操作:
200,响应体的属性如下:| 名称 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
logId |
string |
请求的UUID。 |
errorCode |
integer |
错误码。固定为0。 |
errorMsg |
string |
错误说明。固定为"Success"。 |
result |
object |
操作结果。 |
| 名称 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
logId |
string |
请求的UUID。 |
errorCode |
integer |
错误码。与响应状态码相同。 |
errorMsg |
string |
错误说明。 |
服务提供的主要操作如下:
infer对图像进行目标检测。
POST /small-object-detection
| 名称 | 类型 | 含义 | 是否必填 |
|---|---|---|---|
image |
string |
服务器可访问的图像文件的URL或图像文件内容的Base64编码结果。 | 是 |
threshold |
number | object | null |
参见产线 predict 方法中的 threshold 参数说明。 |
否 |
result具有如下属性:| 名称 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
detectedObjects |
array |
目标的位置、类别等信息。 |
image |
string | null |
目标检测结果图。图像为JPEG格式,使用Base64编码。 |
detectedObjects中的每个元素为一个object,具有如下属性:
| 名称 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
bbox |
array |
目标位置。数组中元素依次为边界框左上角x坐标、左上角y坐标、右下角x坐标以及右下角y坐标。 |
categoryId |
integer |
目标类别ID。 |
categoryName |
string |
目标类别名称。 |
score |
number |
目标得分。 |
result示例如下:
{
"detectedObjects": [
{
"bbox": [
404.4967956542969,
90.15770721435547,
506.2465515136719,
285.4187316894531
],
"categoryId": 0,
"categoryName": "person",
"score": 0.7418514490127563
},
{
"bbox": [
155.33145141601562,
81.10954284667969,
199.71136474609375,
167.4235382080078
],
"categoryId": 1,
"categoryName": "bottle",
"score": 0.7328268885612488
}
],
"image": "xxxxxx"
}
import base64
import requests
API_URL = "http://localhost:8080/small-object-detection" # 服务URL
image_path = "./demo.jpg"
output_image_path = "./out.jpg"
# 对本地图像进行Base64编码
with open(image_path, "rb") as file:
image_bytes = file.read()
image_data = base64.b64encode(image_bytes).decode("ascii")
payload = {"image": image_data} # Base64编码的文件内容或者图像URL
# 调用API
response = requests.post(API_URL, json=payload)
# 处理接口返回数据
assert response.status_code == 200
result = response.json()["result"]
with open(output_image_path, "wb") as file:
file.write(base64.b64decode(result["image"]))
print(f"Output image saved at {output_image_path}")
print("\nDetected objects:")
print(result["detectedObjects"])
#include <iostream>
#include "cpp-httplib/httplib.h" // https://github.com/Huiyicc/cpp-httplib
#include "nlohmann/json.hpp" // https://github.com/nlohmann/json
#include "base64.hpp" // https://github.com/tobiaslocker/base64
int main() {
httplib::Client client("localhost:8080");
const std::string imagePath = "./demo.jpg";
const std::string outputImagePath = "./out.jpg";
httplib::Headers headers = {
{"Content-Type", "application/json"}
};
// 对本地图像进行Base64编码
std::ifstream file(imagePath, std::ios::binary | std::ios::ate);
std::streamsize size = file.tellg();
file.seekg(0, std::ios::beg);
std::vector<char> buffer(size);
if (!file.read(buffer.data(), size)) {
std::cerr << "Error reading file." << std::endl;
return 1;
}
std::string bufferStr(reinterpret_cast<const char*>(buffer.data()), buffer.size());
std::string encodedImage = base64::to_base64(bufferStr);
nlohmann::json jsonObj;
jsonObj["image"] = encodedImage;
std::string body = jsonObj.dump();
// 调用API
auto response = client.Post("/small-object-detection", headers, body, "application/json");
// 处理接口返回数据
if (response && response->status == 200) {
nlohmann::json jsonResponse = nlohmann::json::parse(response->body);
auto result = jsonResponse["result"];
encodedImage = result["image"];
std::string decodedString = base64::from_base64(encodedImage);
std::vector<unsigned char> decodedImage(decodedString.begin(), decodedString.end());
std::ofstream outputImage(outPutImagePath, std::ios::binary | std::ios::out);
if (outputImage.is_open()) {
outputImage.write(reinterpret_cast<char*>(decodedImage.data()), decodedImage.size());
outputImage.close();
std::cout << "Output image saved at " << outPutImagePath << std::endl;
} else {
std::cerr << "Unable to open file for writing: " << outPutImagePath << std::endl;
}
auto detectedObjects = result["detectedObjects"];
std::cout << "\nDetected objects:" << std::endl;
for (const auto& category : detectedObjects) {
std::cout << category << std::endl;
}
} else {
std::cout << "Failed to send HTTP request." << std::endl;
return 1;
}
return 0;
}
import okhttp3.*;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode;
import com.fasterxml.jackson.databind.node.ObjectNode;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Base64;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
String API_URL = "http://localhost:8080/small-object-detection"; // 服务URL
String imagePath = "./demo.jpg"; // 本地图像
String outputImagePath = "./out.jpg"; // 输出图像
// 对本地图像进行Base64编码
File file = new File(imagePath);
byte[] fileContent = java.nio.file.Files.readAllBytes(file.toPath());
String imageData = Base64.getEncoder().encodeToString(fileContent);
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
ObjectNode params = objectMapper.createObjectNode();
params.put("image", imageData); // Base64编码的文件内容或者图像URL
// 创建 OkHttpClient 实例
OkHttpClient client = new OkHttpClient();
MediaType JSON = MediaType.Companion.get("application/json; charset=utf-8");
RequestBody body = RequestBody.Companion.create(params.toString(), JSON);
Request request = new Request.Builder()
.url(API_URL)
.post(body)
.build();
// 调用API并处理接口返回数据
try (Response response = client.newCall(request).execute()) {
if (response.isSuccessful()) {
String responseBody = response.body().string();
JsonNode resultNode = objectMapper.readTree(responseBody);
JsonNode result = resultNode.get("result");
String base64Image = result.get("image").asText();
JsonNode detectedObjects = result.get("detectedObjects");
byte[] imageBytes = Base64.getDecoder().decode(base64Image);
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outputImagePath)) {
fos.write(imageBytes);
}
System.out.println("Output image saved at " + outputImagePath);
System.out.println("\nDetected objects: " + detectedObjects.toString());
} else {
System.err.println("Request failed with code: " + response.code());
}
}
}
}
package main
import (
"bytes"
"encoding/base64"
"encoding/json"
"fmt"
"io/ioutil"
"net/http"
)
func main() {
API_URL := "http://localhost:8080/small-object-detection"
imagePath := "./demo.jpg"
outputImagePath := "./out.jpg"
// 对本地图像进行Base64编码
imageBytes, err := ioutil.ReadFile(imagePath)
if err != nil {
fmt.Println("Error reading image file:", err)
return
}
imageData := base64.StdEncoding.EncodeToString(imageBytes)
payload := map[string]string{"image": imageData} // Base64编码的文件内容或者图像URL
payloadBytes, err := json.Marshal(payload)
if err != nil {
fmt.Println("Error marshaling payload:", err)
return
}
// 调用API
client := &http.Client{}
req, err := http.NewRequest("POST", API_URL, bytes.NewBuffer(payloadBytes))
if err != nil {
fmt.Println("Error creating request:", err)
return
}
res, err := client.Do(req)
if err != nil {
fmt.Println("Error sending request:", err)
return
}
defer res.Body.Close()
// 处理接口返回数据
body, err := ioutil.ReadAll(res.Body)
if err != nil {
fmt.Println("Error reading response body:", err)
return
}
type Response struct {
Result struct {
Image string `json:"image"`
DetectedObjects []map[string]interface{} `json:"detectedObjects"`
} `json:"result"`
}
var respData Response
err = json.Unmarshal([]byte(string(body)), &respData)
if err != nil {
fmt.Println("Error unmarshaling response body:", err)
return
}
outputImageData, err := base64.StdEncoding.DecodeString(respData.Result.Image)
if err != nil {
fmt.Println("Error decoding base64 image data:", err)
return
}
err = ioutil.WriteFile(outputImagePath, outputImageData, 0644)
if err != nil {
fmt.Println("Error writing image to file:", err)
return
}
fmt.Printf("Image saved at %s.jpg\n", outputImagePath)
fmt.Println("\nDetected objects:")
for _, category := range respData.Result.DetectedObjects {
fmt.Println(category)
}
}
using System;
using System.IO;
using System.Net.Http;
using System.Net.Http.Headers;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using Newtonsoft.Json.Linq;
class Program
{
static readonly string API_URL = "http://localhost:8080/small-object-detection";
static readonly string imagePath = "./demo.jpg";
static readonly string outputImagePath = "./out.jpg";
static async Task Main(string[] args)
{
var httpClient = new HttpClient();
// 对本地图像进行Base64编码
byte[] imageBytes = File.ReadAllBytes(imagePath);
string image_data = Convert.ToBase64String(imageBytes);
var payload = new JObject{ { "image", image_data } }; // Base64编码的文件内容或者图像URL
var content = new StringContent(payload.ToString(), Encoding.UTF8, "application/json");
// 调用API
HttpResponseMessage response = await httpClient.PostAsync(API_URL, content);
response.EnsureSuccessStatusCode();
// 处理接口返回数据
string responseBody = await response.Content.ReadAsStringAsync();
JObject jsonResponse = JObject.Parse(responseBody);
string base64Image = jsonResponse["result"]["image"].ToString();
byte[] outputImageBytes = Convert.FromBase64String(base64Image);
File.WriteAllBytes(outputImagePath, outputImageBytes);
Console.WriteLine($"Output image saved at {outputImagePath}");
Console.WriteLine("\nDetected objects:");
Console.WriteLine(jsonResponse["result"]["detectedObjects"].ToString());
}
}
const axios = require('axios');
const fs = require('fs');
const API_URL = 'http://localhost:8080/small-object-detection'
const imagePath = './demo.jpg'
const outputImagePath = "./out.jpg";
let config = {
method: 'POST',
maxBodyLength: Infinity,
url: API_URL,
data: JSON.stringify({
'image': encodeImageToBase64(imagePath) // Base64编码的文件内容或者图像URL
})
};
// 对本地图像进行Base64编码
function encodeImageToBase64(filePath) {
const bitmap = fs.readFileSync(filePath);
return Buffer.from(bitmap).toString('base64');
}
// 调用API
axios.request(config)
.then((response) => {
// 处理接口返回数据
const result = response.data["result"];
const imageBuffer = Buffer.from(result["image"], 'base64');
fs.writeFile(outputImagePath, imageBuffer, (err) => {
if (err) throw err;
console.log(`Output image saved at ${outputImagePath}`);
});
console.log("\nDetected objects:");
console.log(result["detectedObjects"]);
})
.catch((error) => {
console.log(error);
});
<?php
$API_URL = "http://localhost:8080/small-object-detection"; // 服务URL
$image_path = "./demo.jpg";
$output_image_path = "./out.jpg";
// 对本地图像进行Base64编码
$image_data = base64_encode(file_get_contents($image_path));
$payload = array("image" => $image_data); // Base64编码的文件内容或者图像URL
// 调用API
$ch = curl_init($API_URL);
curl_setopt($ch, CURLOPT_POST, true);
curl_setopt($ch, CURLOPT_POSTFIELDS, json_encode($payload));
curl_setopt($ch, CURLOPT_HTTPHEADER, array('Content-Type: application/json'));
curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, true);
$response = curl_exec($ch);
curl_close($ch);
// 处理接口返回数据
$result = json_decode($response, true)["result"];
file_put_contents($output_image_path, base64_decode($result["image"]));
echo "Output image saved at " . $output_image_path . "\n";
echo "\nDetected objects:\n";
print_r($result["detectedObjects"]);
?>
| 情形 | 微调模块 | 微调参考链接 |
|---|---|---|
| 预测结果不达预期 | 小目标检测模块 | 链接 |