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2018/08/14

【成功版】Raspberry Piで Darknet Neural Network Frameworkをビルドする方法 【成功版】Raspberry Piで Darknet Neural Network Frameworkをビルドする方法

(ラズパイに Darknet Neural Network Frameworkを入れて物体検出や悪夢のグロ画像を生成する)

Tags: [Raspberry Pi], [電子工作], [ディープラーニング]





● Raspberry Piで Darknet Neural Network Frameworkを動かしてグロ画像をモリモリ量産する方法

 物体検出 = 画像のどの位置に何の物体が存在するかを「検出」する(認識+位置情報)
 物体認識 = 画像に何の物体が存在するかを「認識」する(認識だけで位置情報は無し)

 Darknetと言う Neural Network Frameworkが有るので Raspberry Piで動かして Google DeepDreamの様なキモイ絵をモリモリ量産します。

Darknet - Open Source Neural Networks in C

Darknet - Nightmare
 Darknetによる悪夢(ナイトメア、Nightmare)のグロ画像の例。

DeepDream - Wikipedia

 DeepDreamで生成した画像の例(Wikipediaより引用)
・DeepDream
DeepDream




● Raspberry Piで Caffe Deep Learning Frameworkで DeepDreamする方法

2018/08/04
【ビルド版】Raspberry Piで DeepDreamを動かしてキモイ絵をモリモリ量産 Caffe Deep Learning Framework
【ビルド版】Raspberry Piで DeepDreamを動かしてキモイ絵をモリモリ量産 Caffe Deep Learning Framework

  ラズパイで Caffe Deep Learning Frameworkをビルドして Deep Dreamを動かしてキモイ絵を生成する

2018/08/04
【インストール版】Raspberry Piで DeepDreamを動かしてキモイ絵をモリモリ量産 Caffe Deep Learning
【インストール版】Raspberry Piで DeepDreamを動かしてキモイ絵をモリモリ量産 Caffe Deep Learning

  ラズパイで Caffe Deep Learning Frameworkをインストールして Deep Dreamを動かしてキモイ絵を生成する

2018/08/06
Orange Pi PC 2の 64bitのチカラで DeepDreamしてキモイ絵を高速でモリモリ量産してみるテスト
Orange Pi PC 2の 64bitのチカラで DeepDreamしてキモイ絵を高速でモリモリ量産してみるテスト

  OrangePi PC2に Caffe Deep Learning Frameworkをビルドして Deep Dreamを動かしてキモイ絵を生成する

● 下記は Darknetを最初に動かそうとして試行錯誤した【失敗版まとめ】です

2018/08/12
【失敗版】Raspberry Piで Darknet Neural Network Frameworkをビルドする方法
【失敗版】Raspberry Piで Darknet Neural Network Frameworkをビルドする方法

  ラズパイに Darknet Neural Network Frameworkを入れて物体検出や悪夢のグロ画像を生成する


●今回動かした Raspberry Pi Raspbian OSのバージョン

 RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP
 Version:June 2018
 Release date: 2018-06-27
 Kernel version: 4.14
pi@raspberrypi:~/pytorch $ uname -a
Linux raspberrypi 4.14.50-v7+ #1122 SMP Tue Jun 19 12:26:26 BST 2018 armv7l GNU/Linux


● Darknetの実行にはメモリを沢山使うので不要なサービス等を停止して使えるメインメモリを増やす


2018/08/14
Raspberry Piでメモリを馬鹿食いするアプリ用に不要なサービスを停止してフリーメモリを増やす方法
Raspberry Piでメモリを馬鹿食いするアプリ用に不要なサービスを停止してフリーメモリを増やす方法

  ラズパイでメモリを沢山使用するビルドやアプリ用に不要なサービス等を停止して使えるメインメモリを増やす


● ラズパイで NNPACK対応版の Darknetをビルドする方法 thomaspark-pkj版

 NNPACK対応版は処理速度が速いです。


2018/08/14
【成功版】Raspberry Piで NNPACK対応版の Darknet Neural Network Frameworkをビルドする方法
【成功版】Raspberry Piで NNPACK対応版の Darknet Neural Network Frameworkをビルドする方法

  ラズパイに Darknet NNPACK darknet-nnpackをソースからビルドして物体検出を行なう方法


● Raspberry Piで Darknet Neural Network Frameworkを Gitソースリストからビルドする。

pjreddie/darknet Convolutional Neural Networks http://pjreddie.com/darknet/

Installing Darknet

# お決まりの sudo apt-get updateで最新状態に更新する
sudo apt-get update

# Darknetのビルドに必要な cmakeをインストールする
sudo apt-get -y install cmake
# Setting up cmake (3.7.2-1) ...

cd
git clone https://github.com/pjreddie/darknet.git --depth 1

# ディレクトリを移動する
cd darknet

# ビルドを開始する(ビルドに掛かる時間も計測する)
date >BUILD_START
time make
date >BUILD_END
cat BUILD_START
cat BUILD_END


● ラズパイで Darknetのビルド 8/15以降

new models
 のコミットで Makefileが変更されており、デフォルトで GPUや CUDA等を使用する設定になりました。ラズパイの場合、そのままビルドするとエラーになるので以前の状態に書き換えます。

sed -i -e "s/GPU=1/GPU=0/g" Makefile
sed -i -e "s/CUDNN=1/CUDNN=0/g" Makefile
sed -i -e "s/OPENCV=1/OPENCV=0/g" Makefile
sed -i -e "s/OPENMP=1/OPENMP=0/g" Makefile

 そのままラズパイでビルドした時のエラーの内容
pi@raspberrypi:~/darknet $ make
No package 'opencv' found
In file included from ./src/utils.h:5:0,
                 from ./src/gemm.c:2:
include/darknet.h:14:30: fatal error: cuda_runtime.h: No such file or directory
     #include "cuda_runtime.h"
                              ^
compilation terminated.
Makefile:85: recipe for target 'obj/gemm.o' failed
make: *** [obj/gemm.o] Error 1

※ 「最初から CUDAを使用するだと初心者に厳しくね?」のツッコミで現在は元に戻っています。
ugh pjreddie committed Aug 15, 2018


●ビルド時間

 1コアの場合、2分未満(Darknetはビルド時間が短いので驚いた)
real    1m34.763s
user    1m14.630s
sys     0m2.728s

 make -j2で 2コアでビルドの場合、1分未満
real    0m47.511s
user    1m18.447s
sys     0m2.585s


● ラズパイで Darknetのビルドができた

 とりあえずラズパイで Darknetのビルドができた。
pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet
usage: ./darknet <function>

pi@raspberrypi:~/darknet $ ls -l darknet
-rwxr-xr-x 1 pi pi 476164 Aug 12 14:12 darknet

 8/15以降版
pi@raspberrypi:~/darknet $ ls -l darknet
-rwxr-xr-x 1 pi pi 476188 Aug 17 11:29 darknet

● YOLOv2 yolov2.weightsで動かしたらラズパイで Darknetが動いた!

 わーい!ラズパイで Darknetが動いたー!

 YOLO v2で Darknetが動いたー!
YOLO Real-Time Object Detection YOLO v2
 You only look once (YOLO) is a state-of-the-art

# yolov2.weights (194MB)
wget https://pjreddie.com/media/files/yolov2.weights

./darknet detect cfg/yolov2.cfg yolov2.weights data/person.jpg
layer     filters    size              input                output
    0 conv     32  3 x 3 / 1   416 x 416 x   3   ->   416 x 416 x  32  0.299 BFLOPs
    1 max          2 x 2 / 2   416 x 416 x  32   ->   208 x 208 x  32
    2 conv     64  3 x 3 / 1   208 x 208 x  32   ->   208 x 208 x  64  1.595 BFLOPs
    3 max          2 x 2 / 2   208 x 208 x  64   ->   104 x 104 x  64
    4 conv    128  3 x 3 / 1   104 x 104 x  64   ->   104 x 104 x 128  1.595 BFLOPs
    5 conv     64  1 x 1 / 1   104 x 104 x 128   ->   104 x 104 x  64  0.177 BFLOPs
    6 conv    128  3 x 3 / 1   104 x 104 x  64   ->   104 x 104 x 128  1.595 BFLOPs
    7 max          2 x 2 / 2   104 x 104 x 128   ->    52 x  52 x 128
    8 conv    256  3 x 3 / 1    52 x  52 x 128   ->    52 x  52 x 256  1.595 BFLOPs
    9 conv    128  1 x 1 / 1    52 x  52 x 256   ->    52 x  52 x 128  0.177 BFLOPs
   10 conv    256  3 x 3 / 1    52 x  52 x 128   ->    52 x  52 x 256  1.595 BFLOPs
   11 max          2 x 2 / 2    52 x  52 x 256   ->    26 x  26 x 256
   12 conv    512  3 x 3 / 1    26 x  26 x 256   ->    26 x  26 x 512  1.595 BFLOPs
   13 conv    256  1 x 1 / 1    26 x  26 x 512   ->    26 x  26 x 256  0.177 BFLOPs
   14 conv    512  3 x 3 / 1    26 x  26 x 256   ->    26 x  26 x 512  1.595 BFLOPs
   15 conv    256  1 x 1 / 1    26 x  26 x 512   ->    26 x  26 x 256  0.177 BFLOPs
   16 conv    512  3 x 3 / 1    26 x  26 x 256   ->    26 x  26 x 512  1.595 BFLOPs
   17 max          2 x 2 / 2    26 x  26 x 512   ->    13 x  13 x 512
   18 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x 512   ->    13 x  13 x1024  1.595 BFLOPs
   19 conv    512  1 x 1 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x 512  0.177 BFLOPs
   20 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x 512   ->    13 x  13 x1024  1.595 BFLOPs
   21 conv    512  1 x 1 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x 512  0.177 BFLOPs
   22 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x 512   ->    13 x  13 x1024  1.595 BFLOPs
   23 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x1024  3.190 BFLOPs
   24 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x1024  3.190 BFLOPs
   25 route  16
   26 conv     64  1 x 1 / 1    26 x  26 x 512   ->    26 x  26 x  64  0.044 BFLOPs
   27 reorg              / 2    26 x  26 x  64   ->    13 x  13 x 256
   28 route  27 24
   29 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x1280   ->    13 x  13 x1024  3.987 BFLOPs
   30 conv    425  1 x 1 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x 425  0.147 BFLOPs
   31 detection
mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/person.jpg: Predicted in 161.068979 seconds.
horse: 91%
dog: 85%
person: 85%

 8/15版
data/person.jpg: Predicted in 288.189988 seconds.
horse: 82%
dog: 86%
person: 86%

● Tiny YOLO Version 2 YOLOv2

 わーい! Tiny YOLOも動いたー!
# yolov2-tiny-voc.weights (61MB)
wget https://pjreddie.com/media/files/yolov2-tiny-voc.weights

./darknet detector test cfg/voc.data cfg/yolov2-tiny-voc.cfg yolov2-tiny-voc.weights data/dog.jpg
...
Loading weights from yolov2-tiny-voc.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 33.531947 seconds.
dog: 78%
car: 55%
car: 50%

./darknet detect cfg/yolov2-tiny-voc.cfg yolov2-tiny-voc.weights data/dog.jpg
...
Loading weights from yolov2-tiny-voc.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 35.234105 seconds.
stop sign: 78%
train: 55%
train: 50%
※ darknet detectの場合「stop sign」や「train」と誤認識しています。
※ .cfgや .weightsの組み合わせが間違っている場合も誤認識します。
・darknet detectの場合「stop sign」や「train」と誤認識しています
darknet detectの場合「stop sign」や「train」と誤認識しています




● Darknetの物体検出で .cfgや .weightsの組み合わせの確認

 .cfgや .weightsの組み合わせが間違っている場合も誤認識します。
voc.data
yolov2-voc.cfg
yolov2.weights

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/voc.data cfg/yolov2-voc.cfg yolov2.weights data/dog.jpg

mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 62.254589 seconds.
diningtable: 97%
diningtable: 96%
diningtable: 93%
...
car: 59%
car: 57%
car: 57%
car: 54%

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/voc.data cfg/yolov2.cfg yolov2.weights data/dog.jpg

mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 132.915883 seconds.
sheep: 82%
cat: 64%
bicycle: 85%

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detect cfg/yolov2.cfg yolov2.weights data/dog.jpg

mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 131.991348 seconds.
dog: 82%
truck: 64%
bicycle: 85%

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/coco.data cfg/yolov2.cfg yolov2.weights data/dog.jpg

mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 132.806265 seconds.
dog: 82%
truck: 64%
bicycle: 85%

a53
pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/coco.data cfg/yolov2.cfg yolov2.weights data/dog.jpg

mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 128.594401 seconds.
dog: 82%
truck: 64%
bicycle: 85%

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/voc.data cfg/yolov2-tiny-voc.cfg yolov2-tiny-voc.weights data/dog.jpg

mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2-tiny-voc.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 15.839197 seconds.
dog: 78%
car: 55%
car: 50%

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detect cfg/yolov2-tiny-voc.cfg yolov2-tiny-voc.weights data/dog.jpg

mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2-tiny-voc.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 15.667429 seconds.
stop sign: 78%
train: 55%
train: 50%

NNP化
pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/coco.data cfg/yolov2.cfg yolov2.weights data/dog.jpg
mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 10.085493 seconds.
dog: 83%
truck: 79%
bicycle: 84%

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/coco.data cfg/yolov2.cfg yolov2.weights data/dog.jpg
mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 8.493629 seconds.
dog: 83%
truck: 79%
bicycle: 84%

# yolov2-tiny
pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/voc.data cfg/yolov2-tiny-voc.cfg yolov2-tiny-voc.weights data/dog.jpg
layer     filters    size              input                output
    0 conv     16  3 x 3 / 1   416 x 416 x   3   ->   416 x 416 x  16  0.150 BFLOPs
    1 max          2 x 2 / 2   416 x 416 x  16   ->   208 x 208 x  16
    2 conv     32  3 x 3 / 1   208 x 208 x  16   ->   208 x 208 x  32  0.399 BFLOPs
    3 max          2 x 2 / 2   208 x 208 x  32   ->   104 x 104 x  32
    4 conv     64  3 x 3 / 1   104 x 104 x  32   ->   104 x 104 x  64  0.399 BFLOPs
    5 max          2 x 2 / 2   104 x 104 x  64   ->    52 x  52 x  64
    6 conv    128  3 x 3 / 1    52 x  52 x  64   ->    52 x  52 x 128  0.399 BFLOPs
    7 max          2 x 2 / 2    52 x  52 x 128   ->    26 x  26 x 128
    8 conv    256  3 x 3 / 1    26 x  26 x 128   ->    26 x  26 x 256  0.399 BFLOPs
    9 max          2 x 2 / 2    26 x  26 x 256   ->    13 x  13 x 256
   10 conv    512  3 x 3 / 1    13 x  13 x 256   ->    13 x  13 x 512  0.399 BFLOPs
   11 max          2 x 2 / 1    13 x  13 x 512   ->    13 x  13 x 512
   12 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x 512   ->    13 x  13 x1024  1.595 BFLOPs
   13 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x1024  3.190 BFLOPs
   14 conv    125  1 x 1 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x 125  0.043 BFLOPs
   15 detection
mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2-tiny-voc.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 1.387887 seconds.
dog: 83%
car: 56%
bicycle: 59%

pi@raspberrypi:~/darknet $ ./darknet detector test cfg/voc.data cfg/yolov2-tiny-voc.cfg yolov2-tiny-voc.weights data/dog.jpg
layer     filters    size              input                output
    0 conv     16  3 x 3 / 1   416 x 416 x   3   ->   416 x 416 x  16  0.150 BFLOPs
    1 max          2 x 2 / 2   416 x 416 x  16   ->   208 x 208 x  16
    2 conv     32  3 x 3 / 1   208 x 208 x  16   ->   208 x 208 x  32  0.399 BFLOPs
    3 max          2 x 2 / 2   208 x 208 x  32   ->   104 x 104 x  32
    4 conv     64  3 x 3 / 1   104 x 104 x  32   ->   104 x 104 x  64  0.399 BFLOPs
    5 max          2 x 2 / 2   104 x 104 x  64   ->    52 x  52 x  64
    6 conv    128  3 x 3 / 1    52 x  52 x  64   ->    52 x  52 x 128  0.399 BFLOPs
    7 max          2 x 2 / 2    52 x  52 x 128   ->    26 x  26 x 128
    8 conv    256  3 x 3 / 1    26 x  26 x 128   ->    26 x  26 x 256  0.399 BFLOPs
    9 max          2 x 2 / 2    26 x  26 x 256   ->    13 x  13 x 256
   10 conv    512  3 x 3 / 1    13 x  13 x 256   ->    13 x  13 x 512  0.399 BFLOPs
   11 max          2 x 2 / 1    13 x  13 x 512   ->    13 x  13 x 512
   12 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x 512   ->    13 x  13 x1024  1.595 BFLOPs
   13 conv   1024  3 x 3 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x1024  3.190 BFLOPs
   14 conv    125  1 x 1 / 1    13 x  13 x1024   ->    13 x  13 x 125  0.043 BFLOPs
   15 detection
mask_scale: Using default '1.000000'
Loading weights from yolov2-tiny-voc.weights...Done!
data/dog.jpg: Predicted in 1.238160 seconds.
dog: 83%
car: 56%
bicycle: 59%


● Have A Nightmare With Darknet

Have A Nightmare With Darknet

 Nightmare With Darknetも動きました。
# vgg-conv.weights (56M)
wget http://pjreddie.com/media/files/vgg-conv.weights
./darknet nightmare cfg/vgg-conv.cfg vgg-conv.weights data/scream.jpg 10
...
Loading weights from vgg-conv.weights...Done!
Iteration: 0,
net: 148 189 83916 im: 148 189 3
1,
net: 148 189 83916 im: 148 189 3

./darknet nightmare cfg/vgg-conv.cfg vgg-conv.weights data/dog.jpg 7
./darknet nightmare cfg/vgg-conv.cfg vgg-conv.weights data/eagle.jpg 13
元絵 https://github.com/pjreddie/darknet/blob/master/data/scream.jpg
・Nightmare With Darknetも動きました
Nightmare With Darknetも動きました


・ラズパイで Darknetで Nightmareを動かしている時の CPUとメモリの使用状況
ラズパイで Darknetで Nightmareを動かしている時の CPUとメモリの使用状況



● A Smaller Model Nightmare
 ラズパイ3B+で 90分くらいで 1枚生成されます。
# jnet-conv.weights (72MB)
wget http://pjreddie.com/media/files/jnet-conv.weights
# wget https://raw.githubusercontent.com/pjreddie/darknet/master/cfg/jnet-conv.cfg
# mv jnet-conv.cfg ./cfg/

./darknet nightmare cfg/jnet-conv.cfg jnet-conv.weights data/horses.jpg 11 -rounds 4 -range 3
 ラズパイ3B+で 90分くらいで 1枚生成されます。
元絵 https://github.com/pjreddie/darknet/blob/master/data/horses.jpg
・A Smaller Model Nightmare With Darknetも動きました
A Smaller Model Nightmare With Darknetも動きました




● ラズパイで Tiny Darknetを動かす方法

 2.9倍

Tiny Darknet

cd
git clone https://github.com/pjreddie/darknet
cd darknet
make

# Tiny Darknet Model data
wget https://pjreddie.com/media/files/tiny.weights
wget https://raw.githubusercontent.com/pjreddie/darknet/master/cfg/tiny.cfg

./darknet classify tiny.cfg tiny.weights data/dog.jpg



Tags: [Raspberry Pi], [電子工作], [ディープラーニング]

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