Hello 画像のセグメント化#

この Jupyter ノートブックはオンラインで起動でき、ブラウザーのウィンドウで対話型環境を開きます。ローカルにインストールすることもできます。次のオプションのいずれかを選択します:

OpenVINO™ でセグメント化モデルを使用する非常に基本的な入門編です。

このチュートリアルでは、Open Model Zoo の事前トレーニング済みの road-segmentation-adas-0001 モデルを使用します。ADAS は、Advanced Driver Assistance Services の略です。モデルは、背景、道路、縁石、マークの 4 つのクラスを認識します。

目次:

インポート
モデルの重みをダウンロード
推論デバイスの選択
モデルのロード
画像のロード
推論の実行
可視化のデータを準備
データを可視化

import platform 

# 必要なパッケージをインストール 
%pip install -q "openvino>=2023.1.0" opencv-python tqdm 

if platform.system() != "Windows": %pip install -q "matplotlib>=3.4" 
else: %pip install -q "matplotlib>=3.4,<3.7"

Note: you may need to restart the kernel to use updated packages.
Note: you may need to restart the kernel to use updated packages.

インポート#

import cv2 
import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
import openvino as ov 

# `notebook_utils` モジュールを取得 
import requests 

r = requests.get( url="https://raw.githubusercontent.com/openvinotoolkit/openvino_notebooks/latest/utils/notebook_utils.py", 
) 

open("notebook_utils.py", "w").write(r.text) 

from notebook_utils import segmentation_map_to_image, download_file

モデルの重みをダウンロード#

from pathlib import Path 

base_model_dir = Path("./model").expanduser() 

model_name = "road-segmentation-adas-0001" 
model_xml_name = f"{model_name}.xml" 
model_bin_name = f"{model_name}.bin" 

model_xml_path = base_model_dir / model_xml_name 

if not model_xml_path.exists(): 
    model_xml_url = ( 

"https://storage.openvinotoolkit.org/repositories/open_model_zoo/2023.0/models_bin/1/road-segmentation-adas-0001/FP32/road-segmentation-adas-0001.xml" 
    ) 
    model_bin_url = ( 

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

    download_file(model_xml_url, model_xml_name, base_model_dir) 
    download_file(model_bin_url, model_bin_name, base_model_dir) 
else: 
    print(f"{model_name} already downloaded to {base_model_dir}")

model/road-segmentation-adas-0001.xml: 0%|          | 0.00/389k [00:00<?, ?B/s]

model/road-segmentation-adas-0001.bin: 0%|          | 0.00/720k [00:00<?, ?B/s]

推論デバイスの選択#

OpenVINO を使用して推論を実行するためにドロップダウン・リストからデバイスを選択します

import ipywidgets as widgets 

core = ov.Core() 
device = widgets.Dropdown( 
    options=core.available_devices + ["AUTO"], 
    value="AUTO", 
    description="Device:", 
    disabled=False, 
) 

device

Dropdown(description='Device:', index=1, options=('CPU', 'AUTO'), value='AUTO')

モデルのロード#

core = ov.Core() 

model = core.read_model(model=model_xml_path) 
compiled_model = core.compile_model(model=model, device_name=device.value) 

input_layer_ir = compiled_model.input(0) 
output_layer_ir = compiled_model.output(0)

画像のロード#

Mapillary Vistas データセットのサンプル画像が提供されています。

# openvino_notebooks ストレージからイメージをダウンロード 
image_filename = download_file( 

"https://storage.openvinotoolkit.org/repositories/openvino_notebooks/data/data/image/empty_road_mapillary.jpg", 
    directory="data", 
) 

# セグメンテーション・ネットワークでは、BGR 形式の画像が必要 
image = cv2.imread(str(image_filename)) 

rgb_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB) 
image_h, image_w, _ = image.shape 

# N,C,H,W = バッチサイズ、チャネル数、高さ、幅。N, C, H, W = input_layer_ir.shape 

# OpenCV resize では、デスティネーション・サイズが (幅、高さ) であると想定 
resized_image = cv2.resize(image, (W, H)) 

# ネットワーク入力の形状に合わせて形状を変更 
input_image = np.expand_dims(resized_image.transpose(2, 0, 1), 0) 
plt.imshow(rgb_image)

data/empty_road_mapillary.jpg: 0%|          | 0.00/227k [00:00<?, ?B/s]

<matplotlib.image.AxesImage at 0x7f866f7dbac0>

../_images/hello-segmentation-with-output_11_2.png

推論の実行#

# 推論を実行 
result = compiled_model([input_image])[output_layer_ir] 

# 視覚化のためにデータを準備 
segmentation_mask = np.argmax(result, axis=1) 
plt.imshow(segmentation_mask.transpose(1, 2, 0))

<matplotlib.image.AxesImage at 0x7f86340753a0>

../_images/hello-segmentation-with-output_13_1.png

可視化のデータを準備#

# カラーマップを定義します。各色はクラスを表します 
colormap = np.array([[68, 1, 84], [48, 103, 141], [53, 183, 120], [199, 216, 52]]) 

# 写真上のセグメンテーション・マスクの透明度を定義 
alpha = 0.3 

# notebook_utils.py 関数を使用して、マスクを RGB 画像に変換 
mask = segmentation_map_to_image(segmentation_mask, colormap) 
resized_mask = cv2.resize(mask, (image_w, image_h)) 

# マスク付きの画像を作成 
image_with_mask = cv2.addWeighted(resized_mask, alpha, rgb_image, 1 - alpha, 0)

データを可視化#

# 画像のタイトルを定義 
data = {"Base Photo": rgb_image, "Segmentation": mask, "Masked Photo": image_with_mask} 

# 画像を視覚化するためのサブプロットを作成 
fig, axs = plt.subplots(1, len(data.items()), figsize=(15, 10)) 

# サブプロットを埋める 
for ax, (name, image) in zip(axs, data.items()): 
    ax.axis("off") 
    ax.set_title(name) 
    ax.imshow(image) 

# 画像を表示 
plt.show(fig)

../_images/hello-segmentation-with-output_17_0.png