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# 图像异常检测产线使用教程
## 1. 图像异常检测产线介绍
图像异常检测是一种通过分析图像中的内容,来识别与众不同或不符合正常模式的图像处理技术。它广泛应用于工业质量检测、医疗影像分析和安全监控等领域。通过使用机器学习和深度学习算法,图像异常检测能够自动识别出图像中潜在的缺陷、异常或异常行为,从而帮助我们及时发现问题并采取相应措施。图像异常检测系统被设计用于自动检测和标记图像中的异常情况,以提高工作效率和准确性。
图像异常检测产线中包含了无监督异常检测模块,模型的benchmark如下:
| 模型 | 模型下载链接 | Avg(%) | 模型存储大小(M) |
|---|---|---|---|
| STFPM | 推理模型/训练模型 | 96.2 | 21.5 M |
paddlex --get_pipeline_config anomaly_detection
执行后,图像异常检测产线配置文件将被保存在当前路径。若您希望自定义保存位置,可执行如下命令(假设自定义保存位置为 ./my_path ):
paddlex --get_pipeline_config anomaly_detection --save_path ./my_path
获取产线配置文件后,可将 --pipeline 替换为配置文件保存路径,即可使配置文件生效。例如,若配置文件保存路径为 ./anomaly_detection.yaml,只需执行:
paddlex --pipeline ./anomaly_detection.yaml --input uad_grid.png --device gpu:0
其中,--model、--device 等参数无需指定,将使用配置文件中的参数。若依然指定了参数,将以指定的参数为准。
可视化图片默认不进行保存,您可以通过 `--save_path` 自定义保存路径,随后所有结果将被保存在指定路径下。
### 2.2 Python脚本方式集成
几行代码即可完成产线的快速推理,以图像异常检测产线为例:
```python
from paddlex import create_pipeline
pipeline = create_pipeline(pipeline="anomaly_detection")
output = pipeline.predict("uad_grid.png")
for res in output:
res.print() ## 打印预测的结构化输出
res.save_to_img("./output/") ## 保存结果可视化图像
res.save_to_json("./output/") ## 保存预测的结构化输出
```
得到的结果与命令行方式相同。
在上述 Python 脚本中,执行了如下几个步骤:
(1)实例化 `create_pipeline` 实例化产线对象: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 |
无 |
device |
产线模型推理设备。支持:“gpu”,“cpu”。 | str |
gpu |
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 |
| 参数类型 | 参数说明 |
|---|---|
| Python Var | 支持直接传入Python变量,如numpy.ndarray表示的图像数据。 |
| str | 支持传入待预测数据文件路径,如图像文件的本地路径:/root/data/img.jpg。 |
| str | 支持传入待预测数据文件URL,如图像文件的网络URL:示例。 |
| str | 支持传入本地目录,该目录下需包含待预测数据文件,如本地路径:/root/data/。 |
| dict | 支持传入字典类型,字典的key需与具体任务对应,如图像分类任务对应\"img\",字典的val支持上述类型数据,例如:{\"img\": \"/root/data1\"}。 |
| list | 支持传入列表,列表元素需为上述类型数据,如[numpy.ndarray, numpy.ndarray],[\"/root/data/img1.jpg\", \"/root/data/img2.jpg\"],[\"/root/data1\", \"/root/data2\"],[{\"img\": \"/root/data1\"}, {\"img\": \"/root/data2/img.jpg\"}]。 |
| 方法 | 说明 | 方法参数 |
|---|---|---|
| 打印结果到终端 | - format_json:bool类型,是否对输出内容进行使用json缩进格式化,默认为True;- indent:int类型,json格式化设置,仅当format_json为True时有效,默认为4;- ensure_ascii:bool类型,json格式化设置,仅当format_json为True时有效,默认为False; |
|
| save_to_json | 将结果保存为json格式的文件 | - save_path:str类型,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;- indent:int类型,json格式化设置,默认为4;- ensure_ascii:bool类型,json格式化设置,默认为False; |
| save_to_img | 将结果保存为图像格式的文件 | - save_path:str类型,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; |
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 |
|---|---|---|
errorCode |
integer |
错误码。固定为0。 |
errorMsg |
string |
错误说明。固定为"Success"。 |
响应体还可能有result属性,类型为object,其中存储操作结果信息。
| 名称 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
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对图像进行异常检测。
POST /anomaly-detection
| 名称 | 类型 | 含义 | 是否必填 |
|---|---|---|---|
image |
string |
服务可访问的图像文件的URL或图像文件内容的Base64编码结果。 | 是 |
result具有如下属性:| 名称 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|
labelMap |
array |
记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)。其中255表示异常点,0表示非异常点。 |
size |
array |
图像形状。数组中元素依次为图像的高度和宽度。 |
image |
string |
异常检测结果图。图像为JPEG格式,使用Base64编码。 |
result示例如下:
{
"labelMap": [
0,
0,
255,
0
],
"size": [
2,
2
],
"image": "xxxxxx"
}
import base64
import requests
API_URL = "http://localhost:8080/image-anomaly-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}")
# result.labelMap 记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)详见API参考文档
#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("/image-anomaly-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;
// result.labelMap 记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)详见API参考文档
} else {
std::cerr << "Unable to open file for writing: " << outPutImagePath << 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/image-anomaly-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 labelMap = result.get("labelMap");
byte[] imageBytes = Base64.getDecoder().decode(base64Image);
try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outputImagePath)) {
fos.write(imageBytes);
}
System.out.println("Output image saved at " + outputImagePath);
// result.labelMap 记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)详见API参考文档
} 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/image-anomaly-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"`
Labelmap []map[string]interface{} `json:"labelMap"`
} `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)
// result.labelMap 记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)详见API参考文档
}
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/image-anomaly-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}");
// result.labelMap 记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)详见API参考文档
}
}
const axios = require('axios');
const fs = require('fs');
const API_URL = 'http://localhost:8080/image-anomaly-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}`);
});
// result.labelMap 记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)详见API参考文档
})
.catch((error) => {
console.log(error);
});
<?php
$API_URL = "http://localhost:8080/image-anomaly-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";
// result.labelMap 记录图像中每个像素的类别标签(按照行优先顺序排列)详见API参考文档
?>