YOLOV8目标识别与语义分割——使用OpenCV C++ 推理模型

简介

深度学习在实际应用中包括训练和推理两个重要阶段，通常依赖于流行的深度学习框架，如Caffe、TensorFlow、PyTorch等。然而，这些框架的安装和配置往往复杂，在实际部署中可能面临一些挑战。

自从OpenCV 3.3版本起，引入了DNN模块，为用户提供了一种更加简便的方式进行深度学习推理。使用OpenCV的DNN接口，用户可以无需安装额外的依赖，直接在正常安装OpenCV的基础上，使用经过训练的深度学习模型进行推理计算，从而简化了深度学习模型的部署过程。这为开发者提供了更方便、更轻量级的选择，使得在实际应用中更容易集成深度学习技术。

推理环境

当前使用的环境是OpenCV4.7 带dnn模块，YoloV8的推理目前只支持opencv4.7.0及其以上的版本，而目前opencv4.7.0的版本有问题，如果推理CPU不支持AVX2指令集，则需要在net.forward() 前面加上net.enableWinograd(false);来关闭Winograd加速，关于这个问题可以参考这个issue .

模型转换

安装环境：

conda create -n yolov8 python=3.8activate ylolv8pip install ultralytics

模型转换：

使用以下命令将YOLO模型从PyTorch导出为ONNX格式，并设置opset为12：

yolo export model=yolov8s.pt format=onnx dynamic=False opset=12

此命令的含义解释如下：

• yolo export: 使用YOLO导出功能
• model=yolov8s.pt: 指定PyTorch模型的路径
• format=onnx: 导出为ONNX格式
• dynamic=False: 关闭动态输入
• opset=12: 设置ONNX模型的opset版本为12

  推理代码

  1.目标识别

  #include "YoloV8Detect.h"YoloV8Detect::YoloV8Detect(){}bool YoloV8Detect::detect(cv::Mat& cv_src,std::vector& output){cv::Mat blob;output.clear();int col = cv_src.cols;int row = cv_src.rows;cv::Mat net_input_img;cv::Vec4d params;LetterBox(cv_src, net_input_img, params, cv::Size(_net_width, _net_height));cv::dnn::blobFromImage(net_input_img, blob, 1 / 255.0, cv::Size(_net_width, _net_height), cv::Scalar(0, 0, 0), true, false);_net.setInput(blob);std::vector net_output_img;_net.forward(net_output_img, _net.getUnconnectedOutLayersNames()); //get outputsstd::vector class_ids;// res-class_idstd::vector confidences;// res-conf std::vector boxes;// res-boxcv::Mat output0 = cv::Mat(cv::Size(net_output_img[0].size[2], net_output_img[0].size[1]), CV_32F, (float*)net_output_img[0].data).t();  //[bs,116,8400]=>[bs,8400,116]int net_width = output0.cols;int rows = output0.rows;float* pdata = (float*)output0.data;for (int r = 0; r = _class_threshold) {//rect [x,y,w,h]float x = (pdata[0] - params[2]) / params[0];float y = (pdata[1] - params[3]) / params[1];float w = pdata[2] / params[0];float h = pdata[3] / params[1];int left = MAX(int(x - 0.5 * w + 0.5), 0);int top = MAX(int(y - 0.5 * h + 0.5), 0);class_ids.push_back(class_id_point.x);confidences.push_back(max_class_socre);boxes.push_back(cv::Rect(left, top, int(w + 0.5), int(h + 0.5)));}pdata += net_width;//next line}//NMSstd::vector nms_result;cv::dnn::NMSBoxes(boxes, confidences, _class_threshold, _nms_threshold, nms_result);std::vector temp_mask_proposals;cv::Rect holeImgRect(0, 0, cv_src.cols, cv_src.rows);for (int i = 0; i  
  识别结果：
    
  2.语义分割
   
  #include "YoloV8Seg.h"bool YoloV8Seg::segmentation(cv::Mat& cv_src, std::vector& output) {cv::Mat blob;output.clear();int col = cv_src.cols;int row = cv_src.rows;cv::Mat netInputImg;cv::Vec4d params;LetterBox(cv_src, netInputImg, params, cv::Size(_net_width, _net_height));cv::dnn::blobFromImage(netInputImg, blob, 1 / 255.0, cv::Size(_net_width, _net_height), cv::Scalar(0, 0, 0), true, false);_net.setInput(blob);std::vector net_output_img;std::vector output_layer_names{ "output0","output1" };_net.forward(net_output_img, output_layer_names); //get outputsstd::vector class_ids;// res-class_idstd::vector confidences;// res-conf std::vector boxes;// res-boxstd::vector picked_proposals;  cv::Mat output0 = cv::Mat(cv::Size(net_output_img[0].size[2], net_output_img[0].size[1]), CV_32F, (float*)net_output_img[0].data).t();  int rows = output0.rows;int net_width = output0.cols;float* pdata = (float*)output0.data;for (int r = 0; r = _classThreshold) {std::vector temp_proto(pdata + 4 + _class_name.size(), pdata + net_width);picked_proposals.push_back(temp_proto);//rect [x,y,w,h]float x = (pdata[0] - params[2]) / params[0];float y = (pdata[1] - params[3]) / params[1];float w = pdata[2] / params[0];float h = pdata[3] / params[1];int left = MAX(int(x - 0.5 * w + 0.5), 0);int top = MAX(int(y - 0.5 * h + 0.5), 0);class_ids.push_back(class_id_point.x);confidences.push_back(max_class_socre);boxes.push_back(cv::Rect(left, top, int(w + 0.5), int(h + 0.5)));}pdata += net_width;//next line}//NMSstd::vector nms_result;cv::dnn::NMSBoxes(boxes, confidences, _classThreshold, _nmsThreshold, nms_result);std::vector temp_mask_proposals;cv::Rect holeImgRect(0, 0, cv_src.cols, cv_src.rows);for (int i = 0; i  
  推理结果：
   
  报错
   
  ONNX file: yolov8n.onnx in function ‘cv::dnn::dnn4_v20221220::ONNXImporter::ONNXImporter‘，报这个错是模型转换的问题或者是opencv版本的问题。