英特爾開發套件在Java環境實現ADAS道路識別演示

簡介

本文使用來自Open Model Zoo的預訓練的 road-segmentation-adas-0001模型。ADAS 代表高級駕駛輔助服務。該模型識別四個類別：背景、道路、路緣和標記。

硬件環境

此文使用了英特爾開發套件家族里的哪吒（Nezha）開發板，其為研揚科技針對邊緣 AI 行業開發者推出的開發板，雖只有信用卡大?。?5 x 56mm），但哪吒采用 Intel N97 處理器（Alder Lake-N），最大睿頻 3.6GHz，Intel UHD Graphics 內核GPU，可實現高分辨率顯示；板載 LPDDR5 內存、eMMC 存儲及 TPM 2.0，配備 GPIO 接口，支持 Windows 和 Linux 操作系統，這些功能和無風扇散熱方式相結合，為各種應用程序構建高效的解決方案，如您是樹莓派開發者又需要更好的AI算力, 強力推薦此產品, 其適用于如自動化、物聯網網關、數字標牌和機器人等應用。售價 RMB 999起, 哪吒開發套件Nezha intel x86開發板板載Alder N97 可Win10/Ubuntu N97 4G+32G。

模型下載

首先進入

https://storage.openvinotoolkit.org/repositories/open_model_zoo/2023.0/models_bin/1/road-segmentation-adas-0001/FP32/

下載指定版本的segmentation 模型文件

搭建OpenVINO Java環境

由于之前文章都介紹過Java環境的搭建，而這篇文章主要講述代碼怎么寫的，所以對于環境的搭建不做過多的說明，大家可以進入

https://github.com/Hmm466/OpenVINO-Java-API/tree/main/docs/cn

查看各個系統的安裝文檔:

編寫測試代碼

大致上分為四步：

加載OpenVINO Runtime

加載模型

加載圖片并推理

處理結果

加載OpenVINO Runtime

OpenVINO vino = OpenVINO.load();
//加載OpenCV Dll
vino.loadCvDll();
OvVersion version = vino.getVersion();
Console.println("---- OpenVINO INFO----");
Console.println("Description : %s", version.description);
Console.println("Build number: %s", version.buildNumber);

結果將輸出當前系統OpenVINO版本:

---- OpenVINO INFO----
Description : OpenVINO Runtime
Build number: 2023.2.0-13089-cfd42bd2cb0-HEAD

加載模型

String modelPath = "model/road-segmentation-adas-0001.xml";
Core core = new Core();
// -------- Step 2. Read a model --------
Console.println("[INFO] Loading model files: %s", modelPath);
Model model = core.readModel(modelPath);
CompiledModel compiledModel = core.compileModel(model, "AUTO");

加載圖片并處理

Input inputLayerIr = compiledModel.input(0);
Tensor inputTensor = inferRequest.getInputTensor();
Mat rgbImage = new Mat();
Imgproc.cvtColor(mat, rgbImage, Imgproc.COLOR_BGR2RGB);
int imageH = mat.height();
int imageW = mat.width();
int channels = mat.channels();
Shape shape = inputLayerIr.getShape();
long N = shape.getDims().get(0);
long C = shape.getDims().get(1);
long H = shape.getDims().get(2);
long W = shape.getDims().get(3);


Mat resizedImage = new Mat();
Imgproc.resize(mat,resizedImage, new Size(W, H));
int[] data = matToIntArray(resizedImage)
NDArray array = manager.create(data,new Shape(H,W,C));
NDArray inputImage = array.transpose(2,0,1).expandDims(0);
float[] floats = intToFloatArray(inputImage.toIntArray());

開始推理&處理結果

inputTensor.setData(floats);
inferRequest.infer();
Tensor outputTensor = inferRequest.getOutputTensor(0);
int outputLength = (int) outputTensor.getSize();
float[] outputData = outputTensor.getData(float[].class, outputLength);
NDArray ndArray = manager.create(outputData,new Shape(1,4,H,W));
ndArray = ndArray.argMax(1);
if (ndArray.getShape().get(0) == 1){
  ndArray = ndArray.squeeze(0);
}
ndArray = ndArray.toType(DataType.UINT8, true);
NDArray mask = manager.zeros(new Shape(ndArray.getShape().get(0),ndArray.getShape().get(1),3),DataType.UINT8);
Mat _mat = new Mat((int)ndArray.getShape().get(0),(int)ndArray.getShape().get(1), CvType.CV_8UC3);
byte[] b = mask.toByteArray();
_mat.put(0,0,b);
double[][] colors = new double[][]{{255, 44, 255}, {48, 255, 141}, {53, 255, 120}, {199, 216, 52}};
for (int i = 0 ; i < colors.length;i++) {
 ? ?NDArray labelIndexMap = ndArray.eq(i);
 ? ?labelIndexMap = labelIndexMap.toType(DataType.UINT8,true).mul(255);
 ? ?Mat mat1 = new Mat((int) labelIndexMap.getShape().get(0), (int) labelIndexMap.getShape().get(1),CvType.CV_8UC1);
 ? ?mat1.put(0,0,labelIndexMap.toByteArray());
 ? ?List contours = new ArrayList<>();
  Mat hierarchies = new Mat();
  Imgproc.findContours(mat1,contours,hierarchies,Imgproc.RETR_EXTERNAL,Imgproc.CHAIN_APPROX_SIMPLE);
  Imgproc.drawContours(_mat,contours,-1,new Scalar(colors[i][0], colors[i][1], colors[i][2]),Imgproc.FILLED);
}
Mat resized_mask = new Mat();
Imgproc.resize(_mat,resized_mask, new Size(imageW, imageH));
Core.addWeighted(resized_mask,0.2F,mat,0.8F,0,resized_mask);

結果展示

這里將背景、道路、路緣和標記都分別標記了出來，我們可以根據各個類別做自己想做的事情，比如分割出道路，將背景去除等等。

結語

整體步驟是這樣，在該項目中，基于N97的哪吒平臺通過Java API實現了基于segmentation 模型的分割代碼，并且成功處理圖片并展示。后續筆者將基于OpenVINO 實現OCR，背景扣除等模型實現。

審核編輯：劉清