英碼科技EA500I基于昇騰Mind SDK實現(xiàn)實時人體關鍵點檢測

在教育、體育、安防、交通、醫(yī)療等領域中，實時人體關鍵點檢測應用發(fā)揮著至關重要的作用，比如在體育訓練時，實時人體關鍵點檢測可以精確、實時地捕捉運動員的動作，從而進行動作分析和優(yōu)化；在安防應用場景中，實時人體關鍵點檢測應用可以用來識別異常行為或特定姿態(tài)，以達到場景安全防控的目的。

那么，什么是實時人體關鍵點檢測？
簡單來說，實時人體關鍵點檢測是一種計算機視覺技術，它能夠在圖像或視頻中實時地自動識別并標注出人體的關鍵部位，如關節(jié)點、頭部等。

實時人體關鍵點檢測在邊緣計算領域的應用非常重要和廣泛，今天我們來介紹：如何在英碼科技EA500I邊緣計算盒子上使用昇騰Mind SDK來實現(xiàn)實時人體關鍵點檢測。

案例概述

本應用以英碼科技EA500I邊緣計算盒子為主要硬件平臺，使用昇騰MindX SDK開發(fā)端到端人體關鍵點識別的參考設計，實現(xiàn)對視頻中的人體進行關鍵點識別的功能。

案例說明

本案例參考華為昇騰Mind SDK 實時人體關鍵點檢測，底層原理邏輯請參考：<昇騰社區(qū)應用案例>

前置條件

一、環(huán)境安裝

●注意：

?以下操作以普通用戶HwHiAiUser安裝CANN包為例說明，推薦使用root用戶進行操作，如果是root用戶，請將安裝準備中所有的${HOME}修改為/usr/local。
?推薦按照本文檔路徑進行操作，如安裝在自定義路徑可能會導致環(huán)境沖突等問題

①配置相關環(huán)境

# 以安裝用戶在任意目錄下執(zhí)行以下命令，打開.bashrc文件。 vi ~/.bashrc # 在文件最后一行后面添加如下內容。 source ${HOME}/Ascend/ascend-toolkit/set_env.sh source /home/work/MindX_SDK/mxVision-5.0.RC3/set_env.sh export CPU_ARCH=`arch` export THIRDPART_PATH=${HOME}/Ascend/thirdpart/${CPU_ARCH} #代碼編譯時鏈接samples所依賴的相關庫文件 export LD_LIBRARY_PATH=${THIRDPART_PATH}/lib:$LD_LIBRARY_PATH #運行時鏈接庫文件 export INSTALL_DIR=${HOME}/Ascend/ascend-toolkit/latest #CANN軟件安裝后的文件存儲路徑，根據(jù)安裝目錄自行修改 export DDK_PATH=${HOME}/Ascend/ascend-toolkit/latest #聲明CANN環(huán)境 export NPU_HOST_LIB=${DDK_PATH}/runtime/lib64/stub #聲明CANN環(huán)境 # 執(zhí)行命令保存文件并退出。 :wq! # 執(zhí)行命令使其立即生效。 source ~/.bashrc # 創(chuàng)建samples相關依賴文件夾 mkdir -p ${THIRDPART_PATH} # 下載源碼并安裝git cd ${HOME} sudo apt-get install git git clone https://gitee.com/ascend/samples.git # 拷貝公共文件到samples相關依賴路徑中 cp -r ${HOME}/samples/common ${THIRDPART_PATH} # 拷貝media_mini等so文件以及相關頭文件 mkdir -p ${INSTALL_DIR}/driver cp /usr/lib64/libmedia_mini.so ${INSTALL_DIR}/driver/ #如路徑中沒有相關so文件，可跳過該命令 cp /usr/lib64/libslog.so ${INSTALL_DIR}/driver/ cp /usr/lib64/libc_sec.so ${INSTALL_DIR}/driver/ cp /usr/lib64/libmmpa.so ${INSTALL_DIR}/driver/ cp /usr/local/Ascend/include/peripheral_api.h ${INSTALL_DIR}/driver/ #如路徑中沒有相關頭文件，可跳過該命令 # 下載案例源碼并安裝git cd ${HOME} git clone https://gitee.com/ascend/mindxsdk-referenceapps.git

②安裝x264插件

# 下載x264 cd ${HOME} git clone https://code.videolan.org/videolan/x264.git cd x264 # 安裝x264 ./configure --enable-shared --disable-asm make sudo make install sudo cp /usr/local/lib/libx264.so.164 /lib

③安裝部署ffmpeg

# 下載ffmpeg cd ${HOME} wget http://www.ffmpeg.org/releases/ffmpeg-4.1.3.tar.gz --no-check-certificate tar -zxvf ffmpeg-4.1.3.tar.gz cd ffmpeg-4.1.3 # 安裝ffmpeg ./configure --enable-shared --enable-pic --enable-static --disable-x86asm --enable-libx264 --enable-gpl --prefix=${THIRDPART_PATH} #此步驟報錯可參考FAQ make -j8 make install # 添加環(huán)境變量 vi ~/.bashrc # 在文件最后一行后面添加如下內容。 export PATH=${HOME}/Ascend/thirdpart/aarch64/bin:$PATH # 執(zhí)行命令保存文件并退出。 :wq! # 執(zhí)行命令使其立即生效。 source ~/.bashrc

④安裝live555

# 下載相應版本的live555軟件包，該版本測試可用，部分版本的軟件包會有代碼編譯的報錯 cd ${HOME} wget http://www.live555.com/liveMedia/public/live.xxxx.xx.xx.tar.gz(請根據(jù)實際版本下載) tar -zxvf live.xxxx.xx.xx.tar.gz cd live/ # 修改config.linux vi config.linux 找到：CPLUSPLUS_FLAGS = $(COMPILE_OPTS) -Wall -DBSD=1 替換為：CPLUSPLUS_FLAGS = $(COMPILE_OPTS) -Wall -DBSD=1 -std=c++2a # 執(zhí)行命令保存文件并退出。 :wq! # 配置視頻循環(huán)推流，按照以下提示修改文件可以使自主搭建的rtsp循環(huán)推流，如果不作更改，則為有限的視頻流 cd ./liveMedia/ vi ByteStreamFileSource.cpp # 在liveMedia庫下的ByteStreamFileSource.cpp文件中的95行,找到： void ByteStreamFileSource::doGetNextFrame() { if (feof(fFid) || ferror(fFid) || (fLimitNumBytesToStream && fNumBytesToStream == 0)) { handleClosure(); return; } # 替換為： void ByteStreamFileSource::doGetNextFrame() { if (feof(fFid) || ferror(fFid) || (fLimitNumBytesToStream && fNumBytesToStream == 0)) { //handleClosure();** //return;** fseek(fFid, 0, SEEK_SET); } # 執(zhí)行命令保存文件并退出。 :wq! # 編譯并安裝 cd .. ./genMakefiles linux #注意后面這個參數(shù)是根據(jù)當前文件夾下config.獲取得到的,與服務器架構等有關。 make -j8 # 編譯完成后就會在當前目錄下生成mediaServer 文件夾，有一個live555MediaServer可執(zhí)行文件 # 防止推流丟幀 cd ../mediaServer vi DynamicRTSPServer.cpp 在mediaServer的DynamicRTSPServer.cpp文件中，修改每一處OutPacketBuffer::maxSize的值，更改到800000，該版本有三處需要修改。 # 執(zhí)行命令保存文件并退出。 :wq! # 修改了代碼后需要重新執(zhí)行編譯 cd .. make clean ./genMakefiles linux #注意后面這個參數(shù)是根據(jù)當前文件夾下config.獲取得到的,與服務器架構等有關。 make -j8 # 轉換MP4文件，把需要推流的人體MP4視頻文件上傳到相應目錄，執(zhí)行命令轉換成h264文件，相應參數(shù)請自行修改 ffmpeg -i test.mp4 -vcodec h264 -bf 0 -g 25 -r 10 -s 1280*720 -an -f h264 test1.264 //-bf B幀數(shù)目控制，-g 關鍵幀間隔控制，-s 分辨率控制 -an關閉音頻， -r 指定幀率 # 把轉換后的h264文件拷貝到${HOME}/live/mediaServer/路徑下 # 啟動推流 ./live555MediaServer # 啟動完成會輸出推流地址，其中rtsp_Url的格式是 rtsp://host:port/Data，host:port/路徑映射到mediaServer/目錄下，Data為視頻文件的路徑。例：rtsp://10.1.30.111:80/test1.h264 # 啟動成功后該終端窗口會一直推流，請另開一個終端窗口進行后續(xù)步驟

二、模型獲取&轉換

# 進入案例路徑，mindxsdk-referenceapps為前置步驟中下載的案例包 cd ${HOME}/mindxsdk-referenceapps/contrib/RTMHumanKeypointsDetection # 在models路徑下下載原始模型，下列鏈接可下載512x512的onnx模型文件 cd ./models wget https://mindx.sdk.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/mindxsdk-referenceapps%20/contrib/RTMHumanKeypointsDetection/human-pose-estimation512.onnx --no-check-certificate # 進入"${RTMHumanKeypointsDetection代碼包目錄}/models/"目錄，對"insert_op.cfg"文件做以下修改 related_input_rank: 0 src_image_size_w: 512 # onnx模型輸入的寬，請根據(jù)對應模型進行修改,如使用本案例文檔下載的原始模型，則不需要修改 src_image_size_h: 512 # onnx模型輸入的高，請根據(jù)對應模型進行修改,如使用本案例文檔下載的原始模型，則不需要修改 crop: false # 使用ATC工具進行模型轉換 atc --model=./human-pose-estimation512.onnx --framework=5 --output=openpose_pytorch_512 --soc_version=Ascend310B1 --input_shape="data:1, 3, 512, 512" --input_format=NCHW --insert_op_conf=./insert_op.cfg

三、編譯運行案例

# 修改RTMHumanKeypointsDetection/pipeline目錄下的rtmOpenpose.pipeline文件中mxpi_rtspsrc0的內容。 "mxpi_rtspsrc0": { "factory": "mxpi_rtspsrc", "props": { "rtspUrl":"rtsp://xxx.xxx.xxx.xxx:xxxx/xxx.264", // 修改為自己所使用的的服務器和文件名，例：rtsp://10.1.30.111:80/test1.h264 "channelId": "0" }, "next": "mxpi_videodecoder0" }, # 注意檢查om模型文件名是否和pipeline/rtmOpenpose.pipeline中的mxpi_tensorinfer0 插件 modelPath 屬性值相同，若不同需改為一致。 "mxpi_tensorinfer0":{ "next":"mxpi_rtmopenposepostprocess0", "factory":"mxpi_tensorinfer", "props":{ "dataSource": "mxpi_imageresize0", "modelPath":"./models/openpose_pytorch_512.om"http://檢查om模型文件名是否正確 } }, # 若修改了模型的輸入尺寸，還需要將 mxpi_imageresize0 插件中的 resizeWidth 和 resizeHeight 屬性改成修改后的模型輸入尺寸值；將 mxpi_rtmopenposepostprocess0 插件中的 inputWidth 和 inputHeight 屬性改成修改后的模型輸入尺寸值。 "mxpi_imageresize0":{ "next":"queue3", "factory":"mxpi_imageresize", "props":{ "interpolation":"2", "resizeWidth":"512",//輸入的寬，請根據(jù)對應模型進行修改 "resizeHeight":"512",//輸入的高，請根據(jù)對應模型進行修改 "dataSource":"mxpi_videodecoder0", "resizeType":"Resizer_KeepAspectRatio_Fit" } }, ...... "mxpi_rtmopenposepostprocess0":{ "next":"queue4", "factory":"mxpi_rtmopenposepostprocess", "props":{ "imageSource":"mxpi_videodecoder0", "inputHeight":"512",//輸入的高，請根據(jù)對應模型進行修改 "dataSource":"mxpi_tensorinfer0", "inputWidth":"512"http://輸入的寬，請根據(jù)對應模型進行修改 } }, # 將pipeline里面的 mxpi_videoencoder0 插件中的 imageHeight 和 imageWidth 更改為上傳視頻的實際高和寬。 "mxpi_videoencoder0":{ "props": { "inputFormat": "YUV420SP_NV12", "outputFormat": "H264", "fps": "1", "iFrameInterval": "50", "imageHeight": "720",#上傳視頻的實際高 "imageWidth": "1280"#上傳視頻的實際寬 }, # 本項目需要使用mxpi_opencvosd 插件，使用前需要生成所需的模型文件。執(zhí)行MindX SDK開發(fā)套件包安裝目錄下operators/opencvosd/generate_osd_om.sh腳本生成所需模型文件。 例：bash /home/work/MindX_SDK/mxVision-5.0.RC3/operators/opencvosd/generate_osd_om.sh # 編譯項目 cd ${HOME}/mindxsdk-referenceapps/contrib/RTMHumanKeypointsDetection vi CMakeLists.txt # 在target_link_libraries處添加：cpprest 例：target_link_libraries(main glog mxbase cpprest plugintoolkit mxpidatatype streammanager mindxsdk_protobuf) cd ./plugins bash build.sh # 運行推理 bash run.sh # 運行成功后如無報錯會在當前路徑下生成一個out.h264文件 # 轉換為MP4文件 ffmpeg -i out.h264 -c copy output.mp4

四、案例展示

轉換為MP4文件后，可以看到視頻中的人體關鍵點。

至此，實時人體關鍵點檢測應用部署成功，以下是英碼科技技術工程師在實際操作過程中遇到的相關FAQ，供大家參考~

五、相關FAQ

①安裝ffmpeg執(zhí)行命令：./configure時報錯：“Unable to create and execute files in /tmp. Set the TMPDIR environm”

?該報錯可能是環(huán)境問題

# 聲明相關環(huán)境 export TMPDIR=~/tmp-ffmpeg mkdir $TMPDIR # 之后再執(zhí)行./configure .......

②如果在使用Live555進行拉流時，依舊出現(xiàn)”The input frame datawas too large for our buffer“問題，導致丟幀。

?嘗試進行下列優(yōu)化在“l(fā)ive/liveMedia/StreamParser.cpp”中擴展幀解析buffer大小，即BANK_SIZE，默認值為150k，根據(jù)傳輸?shù)腍264數(shù)據(jù)幀大小，至少設置為300k。否則超出大小，可能會被Live555拋棄。

在“l(fā)ive/liveMedia/MediaSink.cpp”中增加OutPacketBuffer::maxSize大小，同樣為了容納超大幀數(shù)據(jù)，否則可能會導致數(shù)據(jù)丟失，設置為 600000。

在“l(fā)ive/liveMedia/MultiFramedRTPsource.cpp”中增加socket發(fā)送緩沖區(qū)大小，即increaseSendBufferTo函數(shù)的參數(shù)值--increaseRecieveBufferTo(env, RTPgs-> socketNUm(), 2000000)”

結語

以上就是英碼科技EA500I邊緣計算盒子基于昇騰Mind SDK實現(xiàn)實時人體關鍵點檢測應用的全部操作內容，將持續(xù)推出更多基于昇騰AI芯片的邊緣計算盒子和技術干貨，歡迎大家持續(xù)關注和留言交流~

審核編輯 黃宇