用OpenVINO?減少食物浪費(fèi)，踐行科技向善

作者：Anisha Udayakumar 翻譯：張晶

項(xiàng)目背景

你是否知道每年大約有2300億美元的食物被浪費(fèi)，其中高達(dá)五分之一屬于可食用農(nóng)產(chǎn)品？我們都在自己的家中經(jīng)歷過(guò)某種類(lèi)型的食物浪費(fèi)，但最大量的浪費(fèi)發(fā)生在雜貨店的新鮮食品和農(nóng)產(chǎn)品區(qū)。

長(zhǎng)期以來(lái)，這么多的食物浪費(fèi)一直是我關(guān)心的問(wèn)題！在加入英特爾之前，我是一名創(chuàng)新顧問(wèn)，與多家全球零售客戶合作改善運(yùn)營(yíng)和客戶滿意度，那時(shí)是我第一次注意到商店里浪費(fèi)了大量的新鮮食物的時(shí)候?；谶@樣一個(gè)事實(shí)，與預(yù)先包裝的食品不同，新鮮農(nóng)產(chǎn)品沒(méi)有保質(zhì)期——這使得預(yù)測(cè)它何時(shí)變質(zhì)變得極其困難。

由于，使用人工智能等技術(shù)讓可持續(xù)發(fā)展成為主流一直是我的夢(mèng)想，我知道零售商必須有更好的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題并減少新鮮農(nóng)產(chǎn)品的浪費(fèi)，所以，我建立了一個(gè)計(jì)算機(jī)視覺(jué)人工智能模型，可以確定農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度，比如西紅柿或香蕉等。但是，讓 AI 模型實(shí)時(shí)工作是一個(gè)挑戰(zhàn)，我意識(shí)到提高模型性能對(duì)于部署和大規(guī)模應(yīng)用至關(guān)重要。

在這篇文章中，我將展示如何使用 OpenVINO工具套件來(lái)優(yōu)化模型和加速人工智能推理計(jì)算。

構(gòu)建模型

通過(guò)使用攝像頭來(lái)監(jiān)控雜貨店的貨架，并使用目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別技術(shù)掃描其貨物的圖像。本文中我使用了一個(gè)AI 模型準(zhǔn)確識(shí)別出農(nóng)產(chǎn)品區(qū)的每一件商品。

通過(guò)打上標(biāo)簽的圖像，目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別算法能夠確定產(chǎn)品是新鮮、損壞還是即將變質(zhì)。有了這些信息，我們就可以設(shè)置自動(dòng)警報(bào)，通知商店經(jīng)理和零售商是否需要更換產(chǎn)品或需要降價(jià)——減少需要丟棄的產(chǎn)品數(shù)量。

OpenVINO助力實(shí)時(shí)推理計(jì)算

我的新鮮度識(shí)別模型可以分析單件新鮮農(nóng)產(chǎn)品的圖像，如上圖所示。為了在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中發(fā)揮作用，它必須能夠非?？焖俚貐^(qū)分和標(biāo)記大型貨架上的每一件農(nóng)產(chǎn)品。

為了構(gòu)建模型，我使用了 Open Model Zoo 中的 SSDLite MobileNetV2 模型，詳情請(qǐng)參考這個(gè) Jupyter notebook 中描述的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別程序。

Open Model Zoo github地址：

https://github.com/openvinotoolkit/open_model_zoo/

SSDLite MobileNetV2 地址：

https://github.com/openvinotoolkit/open_model_zoo/tree/master/models/public/ssdlite_mobilenet_v2

Jupyter notebook 地址：

https://github.com/openvinotoolkit/openvino_notebooks/blob/main/notebooks/401-object-detection-webcam/401-object-detection.ipynb

雖然我將該程序用于解決食物浪費(fèi)問(wèn)題，但它并不局限于解決食物浪費(fèi)問(wèn)題。開(kāi)發(fā)者可以很容易地按照詳細(xì)的源碼將其應(yīng)用到自己的目標(biāo)檢測(cè)場(chǎng)景中。

正如我已經(jīng)提到的，雖然我最初的目標(biāo)檢測(cè)模型是準(zhǔn)確的，但它檢測(cè)速度太慢了。一開(kāi)始，我嘗試對(duì)模型進(jìn)行微調(diào)，甚至切換到了另一個(gè)模型，但這并沒(méi)有是性能得到很大改善，于是我轉(zhuǎn)向了 OpenVINO，它幫我將推理時(shí)間從10秒縮短到了1.5秒。

使用OpenVINO的另一個(gè)好處是，使模型移植性更好。我的新鮮度檢測(cè)模型是基于 TensorFlow 構(gòu)建的，我也可以使用其他框架，如PyTorch、Caffe或PaddlePaddle，并在各種不同的硬件上運(yùn)行我的模型，如下圖所示。

如果你想自己嘗試這個(gè)方法，這里有兩個(gè)建議：

1. 首先，正如下面的代碼片段所示，使用OpenVINO您只需要六行代碼來(lái)加載和初始化OpenVINO運(yùn)行時(shí)，并針對(duì)指定的硬件編譯您的模型，然后將圖像數(shù)據(jù)傳遞給模型并得到推理結(jié)果！

2. 你真正想記住的另一件事是“device_name”部分。OpenVINO讓您可以靈活地在許多可能的設(shè)備（CPU、集成顯卡、獨(dú)立顯卡乃至 FPGA）中選擇最符合您的設(shè)計(jì)性能（吞吐量和時(shí)延）目標(biāo)的推理計(jì)算設(shè)備。

from openvino.runtime import Core
img = load_img ()
core = Core()
compiled_model = core.compile_model(model=model, device_name=”CPU”)
output_layer = compiled_model.output[0]
results = compiled_model([input_img])[output_layer]

向右滑動(dòng)查看完整代碼

下一步是什么

正如你所看到的，為人工智能應(yīng)用程序構(gòu)建軟件并不難。真正的訣竅是讓它們實(shí)時(shí)工作。OpenVINO改進(jìn)了我的人工智能模型的性能，并使我的食物浪費(fèi)減少應(yīng)用程序成為現(xiàn)實(shí)。

總結(jié)一下這個(gè)項(xiàng)目中最重要的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)：

1. 由于 OpenVINO適用于所有通用框架，所以您可以只需用幾行代碼來(lái)優(yōu)化現(xiàn)有的模型。

2. 我在這篇文章中介紹的模型不僅僅可用于減少食物浪費(fèi)，還可以解決 AI 開(kāi)發(fā)者每天面臨的許多類(lèi)似問(wèn)題。

要了解更多關(guān)于如何開(kāi)始用 AI 和 OpenVINO解決現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題，請(qǐng)查看英特爾人工智能開(kāi)發(fā)者學(xué)習(xí)之旅以獲得更多的演練和教程，并訪問(wèn) Open Model Zoo 以利用更多的預(yù)先訓(xùn)練和優(yōu)化的模型。

審核編輯：湯梓紅