部署 DINO 模型到 DeepStream - NVIDIA 文档

您训练的深度学习和计算机视觉模型可以部署在边缘设备上，例如 Jetson Xavier 或 Jetson Nano、独立 GPU 或 NVIDIA GPU 云端。TAO 旨在与 DeepStream SDK 集成，因此使用 TAO 训练的模型可以与 DeepStream SDK 开箱即用。

DeepStream SDK 是一种流分析工具包，可加速构建基于 AI 的视频分析应用程序。本节将介绍如何将您训练的模型部署到 DeepStream SDK。

要将 TAO 训练的模型部署到 DeepStream，我们有两种选择：

选项 1：将 .etlt 模型直接集成到 DeepStream 应用程序中。模型文件由导出生成。
选项 2：使用 TAO Deploy 生成设备特定的优化 TensorRT 引擎。生成的 TensorRT 引擎文件也可以被 DeepStream 摄取。
选项 3（已弃用，适用于 x86 设备）： 使用 TAO Converter 生成设备特定的优化 TensorRT 引擎。

特定于机器的优化是在引擎创建过程中完成的，因此应为每个环境和硬件配置生成不同的引擎。如果推理环境的 TensorRT 或 CUDA 库更新（包括次要版本更新），或者生成了新模型，则需要生成新引擎。不支持运行使用不同版本的 TensorRT 和 CUDA 生成的引擎，并且会导致影响推理速度、准确性和稳定性的未知行为，或者可能完全无法运行。

选项 1 非常简单。.etlt 文件和校准缓存由 DeepStream 直接使用。DeepStream 将自动生成 TensorRT 引擎文件，然后运行推理。TensorRT 引擎生成可能需要一些时间，具体取决于模型的大小和硬件类型。

引擎生成可以提前完成，使用选项 2：TAO Deploy 用于将 .etlt 文件转换为 TensorRT；然后将此文件直接提供给 DeepStream。TAO Deploy 工作流程类似于 TAO Converter，后者已从 TAO 4.0.x 版本开始弃用，但仍是部署到 Jetson 设备所必需的。

有关如何导出 TAO 模型的更多详细信息，请参阅导出模型部分。

TensorRT 开源软件 (OSS)

DINO 模型需要 TensorRT OSS 构建，因为几个先决条件 TensorRT 插件仅在 TensorRT 开源仓库中可用，而不在常规 TensorRT 版本中可用。具体来说，您需要用于 DINO 的 MultiscaleDeformableAttnPlugin_TRT 插件。

如果您的部署平台是带有 NVIDIA GPU 的 x86 PC，请按照 x86 上的 TensorRT OSS 说明进行操作；如果您的部署平台是 NVIDIA Jetson，请按照 Jetson (ARM64) 上的 TensorRT OSS 说明进行操作。

x86 上的 TensorRT OSS

在 x86 上构建 TensorRT OSS

安装 Cmake (>=3.13)。

注意

TensorRT OSS 需要 cmake >= v3.13，因此如果您的 cmake 版本低于 3.13c，请安装 cmake 3.13

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            sudo apt remove --purge --auto-remove cmake
wget https://github.com/Kitware/CMake/releases/download/v3.13.5/cmake-3.13.5.tar.gz
tar xvf cmake-3.13.5.tar.gz
cd cmake-3.13.5/
./configure
make -j$(nproc)
sudo make install
sudo ln -s /usr/local/bin/cmake /usr/bin/cmake

获取 GPU 架构。GPU_ARCHS 值可以通过 deviceQuery CUDA 示例检索

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            cd /usr/local/cuda/samples/1_Utilities/deviceQuery
sudo make
./deviceQuery

如果您的系统中不存在 /usr/local/cuda/samples，您可以从此 GitHub 仓库下载 deviceQuery.cpp。编译并运行 deviceQuery。

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            nvcc deviceQuery.cpp -o deviceQuery
./deviceQuery

此命令将输出类似这样的内容，指示 GPU_ARCHS 基于 CUDA Capability 主/次版本为 75。

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            Detected 2 CUDA Capable device(s)

Device 0: "Tesla T4"
  CUDA Driver Version / Runtime Version          10.2 / 10.2
  CUDA Capability Major/Minor version number:    7.5

构建 TensorRT OSS

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            git clone -b 21.08 https://github.com/nvidia/TensorRT
cd TensorRT/
git submodule update --init --recursive
export TRT_SOURCE=`pwd`
cd $TRT_SOURCE
mkdir -p build && cd build

注意

确保步骤 2 中的 GPU_ARCHS 在 TensorRT OSS CMakeLists.txt 中。如果 GPU_ARCHS 不在 TensorRT OSS CMakeLists.txt 中，请添加 -DGPU_ARCHS=<VER>，如下所示，其中 <VER> 表示步骤 2 中的 GPU_ARCHS。

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            /usr/local/bin/cmake .. -DGPU_ARCHS=xy  -DTRT_LIB_DIR=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/ -DCMAKE_C_COMPILER=/usr/bin/gcc -DTRT_BIN_DIR=`pwd`/out
make nvinfer_plugin -j$(nproc)

构建成功结束后，libnvinfer_plugin.so* 将在 \`pwd\`/out/. 下生成。

替换原始 libnvinfer_plugin.so*

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            sudo mv /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnvinfer_plugin.so.8.x.y ${HOME}/libnvinfer_plugin.so.8.x.y.bak   // backup original libnvinfer_plugin.so.x.y
sudo cp $TRT_SOURCE/`pwd`/out/libnvinfer_plugin.so.8.m.n  /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnvinfer_plugin.so.8.x.y
sudo ldconfig

Jetson (ARM64) 上的 TensorRT OSS

安装 Cmake (>=3.13)

注意

TensorRT OSS 需要 cmake >= v3.13，而 Jetson/Ubuntu 18.04 上的默认 cmake 是 cmake 3.10.2。

使用以下命令升级 TensorRT OSS

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            sudo apt remove --purge --auto-remove cmake
wget https://github.com/Kitware/CMake/releases/download/v3.13.5/cmake-3.13.5.tar.gz
tar xvf cmake-3.13.5.tar.gz
cd cmake-3.13.5/
./configure
make -j$(nproc)
sudo make install
sudo ln -s /usr/local/bin/cmake /usr/bin/cmake

根据您的平台获取 GPU 架构。下表给出了不同 Jetson 平台的 GPU_ARCHS。

Jetson 平台 GPU_ARCHS

Nano/Tx1 53

Tx2 62

AGX Xavier/Xavier NX 72

构建 TensorRT OSS

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            git clone -b 21.03 https://github.com/nvidia/TensorRT
cd TensorRT/
git submodule update --init --recursive
export TRT_SOURCE=`pwd`
cd $TRT_SOURCE
mkdir -p build && cd build

注意

下面的 -DGPU_ARCHS=72 适用于 Xavier 或 NX，对于其他 Jetson 平台，请将 72 更改为步骤 2 中的 GPU_ARCHS。

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            /usr/local/bin/cmake .. -DGPU_ARCHS=72  -DTRT_LIB_DIR=/usr/lib/aarch64-linux-gnu/ -DCMAKE_C_COMPILER=/usr/bin/gcc -DTRT_BIN_DIR=`pwd`/out
make nvinfer_plugin -j$(nproc)

构建成功结束后，libnvinfer_plugin.so* 将在 ‘pwd’/out/. 下生成。

将 "libnvinfer_plugin.so*" 替换为新生成的。

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            sudo mv /usr/lib/aarch64-linux-gnu/libnvinfer_plugin.so.8.x.y ${HOME}/libnvinfer_plugin.so.8.x.y.bak   // backup original libnvinfer_plugin.so.x.y
sudo cp `pwd`/out/libnvinfer_plugin.so.8.m.n  /usr/lib/aarch64-linux-gnu/libnvinfer_plugin.so.8.x.y
sudo ldconfig

将模型与 DeepStream 集成

对于 DINO 模型，您将需要构建 TensorRT 开源插件和自定义边界框解析器。说明在上面的 TensorRT 开源软件 (OSS) 部分中提供，所需代码可以在此 GitHub 仓库中找到。

要将模型与 DeepStream 集成，您将需要以下内容：

DeepStream SDK。DeepStream 开发指南中提供了 DeepStream 的安装说明。
导出的 .onnx 模型文件和可选的 INT8 精度校准缓存
TensorRT 8+ OSS 插件
一个 labels.txt 文件，其中包含类别的标签，顺序与网络生成输出的顺序相同
一个示例 config_infer_*.txt 文件，用于配置 DeepStream 中的 nvinfer 元素。nvinfer 元素处理与 DeepStream 中的 TensorRT 优化和引擎创建相关的所有事务。

DeepStream SDK 附带一个完全可配置的端到端参考应用程序。您可以配置输入源、推理模型和输出接收器。该应用程序需要一个主要对象检测模型，后跟一个可选的辅助分类模型。参考应用程序安装为 deepstream-app。下图显示了参考应用程序的架构。

通常有两个或多个配置文件与此应用程序一起使用。在安装目录中，配置文件位于 samples/configs/deepstream-app 或 sample/configs/tlt_pretrained_models 中。主配置文件配置上述管道中的所有高级参数，设置输入源和分辨率、推理次数、跟踪器和输出接收器。支持配置文件配置每个单独的推理引擎。特定于推理的配置文件用于指定模型、推理分辨率、批大小、类别数量和其他自定义项。主配置文件将调用所有支持配置文件。以下是 samples/configs/deepstream-app 目录中的参考配置文件：

source4_1080p_dec_infer-resnet_tracker_sgie_tiled_display_int8.txt：主配置文件
config_infer_primary.txt：上述管道中主要检测器的支持配置文件
config_infer_secondary_*.txt：上述管道中辅助分类器的支持配置文件

deepstream-app 仅适用于主配置文件。此文件对于所有模型很可能保持不变，并且可以直接从 DeepStream SDK 中使用，几乎不需要修改。您只需要修改或创建 config_infer_primary.txt 和 config_infer_secondary_*.txt。

集成 DINO 模型

要在 DeepStream 中运行 DINO 模型，您需要一个标签文件和一个 DeepStream 配置文件。您还需要为 DeepStream 编译 TensorRT 8+ OSS 和 DINO 边界框解析器。

GitHub 上此处提供了一个 DeepStream 示例，包括有关如何使用 TAO 中训练的 DINO 模型运行推理的文档。

DINO 模型的先决条件

DINO 需要 MultiscaleDeformableAttnPlugin_TRT 插件。此插件在 TensorRT 开源仓库中可用。TensorRT 开源软件 (OSS) 部分提供了构建 TensorRT OSS 的详细说明。

DINO 需要自定义边界框解析器，这些解析器不是 DeepStream SDK 内置的。用于构建 DINO 自定义边界框解析器的源代码在此处可用。以下说明可用于构建边界框解析器：

安装 git-lfs (git >= 1.8.2)。

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            curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/github/git-lfs/script.deb.sh | sudo bash
sudo apt-get install git-lfs
git lfs install

使用 SSH 或 HTTPS 下载源代码

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            git clone -b release/tlt3.0 https://github.com/NVIDIA-AI-IOT/deepstream_tlt_apps

构建自定义边界框解析器

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            // or Path for DS installation
export CUDA_VER=10.2         // CUDA version, e.g. 10.2
make

这将在目录 post_processor 中生成 libnvds_infercustomparser_tlt.so。

标签文件

如果 COCO 注释文件在 categories 中具有以下内容：

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            [{'supercategory': 'Person', 'id': 1, 'name': 'Person'},
 {'supercategory': 'Face', 'id': 1, 'name': 'Face'},
 {'supercategory': 'Bag', 'id': 2, 'name': 'Bag'}]

那么对应的 ddetr_labels.txt 文件将如下所示：

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            BG
Person
Face
Bag

DeepStream 配置文件

检测模型通常用作主要推理引擎。它也可以用作辅助推理引擎。要在示例 deepstream-app 中运行此模型，您必须修改现有的 config_infer_primary.txt 文件以指向此模型。

选项 1：将模型 (.onnx) 直接集成到 DeepStream 应用程序中。

对于此选项，用户需要在配置文件中添加以下参数。

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            onnx-file=<TAO exported .onnx>
int8-calib-file=<Calibration cache file>

从 TAO 5.0.0 开始，.etlt 已弃用。要将 .etlt 直接集成到 DeepStream 应用程序中，您需要在配置文件中使用以下参数。

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            tlt-encoded-model=<TLT exported .etlt>
tlt-model-key=<Model export key>

tlt-encoded-model 参数指向从 TLT 导出的模型 (.etlt)。tlt-model-key 是模型导出期间使用的加密密钥。

选项 2：将 TensorRT 引擎文件与 DeepStream 应用程序集成。

使用 TAO Deploy 生成设备特定的 TensorRT 引擎。

生成引擎文件后，修改以下参数以将此引擎与 DeepStream 一起使用：

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            model-engine-file=<PATH to generated TensorRT engine>

两种方法之间的所有其他参数都相同。要使用自定义边界框解析器而不是 DeepStream 中的默认解析器，请修改 config_infer_primary.txt 文件的 [property] 部分中的以下参数：

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            parse-bbox-func-name=NvDsInferParseCustomDDETRTAO
custom-lib-path=<PATH to libnvds_infercustomparser_tlt.so>

使用以下内容添加上面生成的标签文件：

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            labelfile-path=<deformable_detr labels>

对于所有选项，请参阅下面的示例配置文件。要了解有关参数用途的更多信息，请参阅 DeepStream 开发指南。

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            [property]
gpu-id=0
offsets=123.675;116.28;103.53
net-scale-factor=0.0173520735728
labelfile-path=<Path to dino_labels.txt>
onnx-file=<Path to DINO onnx model>
model-engine-file=<Path to DINO engine file>
batch-size=1
## 0=FP32, 1=INT8, 2=FP16 mode
network-mode=2
num-detected-classes=91
interval=0
gie-unique-id=1
output-blob-names=pred_boxes;pred_logits
infer-dims=3;544;960
cluster-mode=4
parse-bbox-func-name=NvDsInferParseCustomDDETRTAO
custom-lib-path=libnvds_infercustomparser_tao.so

[class-attrs-all]
pre-cluster-threshold=0.5
topk=300

Jetson 平台	GPU_ARCHS
Nano/Tx1	53
Tx2	62
AGX Xavier/Xavier NX	72