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MoveNet : Modèle de détection de pose ultra rapide et précis.

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MoveNet est un ultra rapide et précis modèle qui détecte 17 points clés d'un corps. Le modèle est offert sur TF Hub avec deux variantes, connu sous le nom éclair et le tonnerre. Lightning est destiné aux applications critiques en matière de latence, tandis que Thunder est destiné aux applications nécessitant une grande précision. Les deux modèles fonctionnent plus rapidement qu'en temps réel (30+ FPS) sur la plupart des ordinateurs de bureau, ordinateurs portables et téléphones modernes, ce qui s'avère crucial pour les applications de fitness, de santé et de bien-être en direct.

dessin

* Les images téléchargées à partir Pexels ( https://www.pexels.com/ )

Ce Colab vous explique en détail comment charger MoveNet et exécuter l'inférence sur l'image et la vidéo d'entrée ci-dessous.

Estimation de la pose humaine avec MoveNet

Bibliothèques de visualisation et importations

pip install -q imageio
pip install -q opencv-python
pip install -q git+https://github.com/tensorflow/docs
import tensorflow as tf
import tensorflow_hub as hub
from tensorflow_docs.vis import embed
import numpy as np
import cv2

# Import matplotlib libraries
from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.collections import LineCollection
import matplotlib.patches as patches

# Some modules to display an animation using imageio.
import imageio
from IPython.display import HTML, display

Fonctions d'assistance pour la visualisation

Charger le modèle depuis le hub TF

model_name = "movenet_lightning"

if "tflite" in model_name:
  if "movenet_lightning_f16" in model_name:
    !wget -q -O model.tflite https://tfhub.dev/google/lite-model/movenet/singlepose/lightning/tflite/float16/4?lite-format=tflite
    input_size = 192
  elif "movenet_thunder_f16" in model_name:
    !wget -q -O model.tflite https://tfhub.dev/google/lite-model/movenet/singlepose/thunder/tflite/float16/4?lite-format=tflite
    input_size = 256
  elif "movenet_lightning_int8" in model_name:
    !wget -q -O model.tflite https://tfhub.dev/google/lite-model/movenet/singlepose/lightning/tflite/int8/4?lite-format=tflite
    input_size = 192
  elif "movenet_thunder_int8" in model_name:
    !wget -q -O model.tflite https://tfhub.dev/google/lite-model/movenet/singlepose/thunder/tflite/int8/4?lite-format=tflite
    input_size = 256
  else:
    raise ValueError("Unsupported model name: %s" % model_name)

  # Initialize the TFLite interpreter
  interpreter = tf.lite.Interpreter(model_path="model.tflite")
  interpreter.allocate_tensors()

  def movenet(input_image):
    """Runs detection on an input image.

    Args:
      input_image: A [1, height, width, 3] tensor represents the input image
        pixels. Note that the height/width should already be resized and match the
        expected input resolution of the model before passing into this function.

    Returns:
      A [1, 1, 17, 3] float numpy array representing the predicted keypoint
      coordinates and scores.
    """
    # TF Lite format expects tensor type of uint8.
    input_image = tf.cast(input_image, dtype=tf.uint8)
    input_details = interpreter.get_input_details()
    output_details = interpreter.get_output_details()
    interpreter.set_tensor(input_details[0]['index'], input_image.numpy())
    # Invoke inference.
    interpreter.invoke()
    # Get the model prediction.
    keypoints_with_scores = interpreter.get_tensor(output_details[0]['index'])
    return keypoints_with_scores

else:
  if "movenet_lightning" in model_name:
    module = hub.load("https://tfhub.dev/google/movenet/singlepose/lightning/4")
    input_size = 192
  elif "movenet_thunder" in model_name:
    module = hub.load("https://tfhub.dev/google/movenet/singlepose/thunder/4")
    input_size = 256
  else:
    raise ValueError("Unsupported model name: %s" % model_name)

  def movenet(input_image):
    """Runs detection on an input image.

    Args:
      input_image: A [1, height, width, 3] tensor represents the input image
        pixels. Note that the height/width should already be resized and match the
        expected input resolution of the model before passing into this function.

    Returns:
      A [1, 1, 17, 3] float numpy array representing the predicted keypoint
      coordinates and scores.
    """
    model = module.signatures['serving_default']

    # SavedModel format expects tensor type of int32.
    input_image = tf.cast(input_image, dtype=tf.int32)
    # Run model inference.
    outputs = model(input_image)
    # Output is a [1, 1, 17, 3] tensor.
    keypoints_with_scores = outputs['output_0'].numpy()
    return keypoints_with_scores

Exemple d'image unique

Cette session démontre l'exemple de travail de minumum d'exécution du modèle sur une seule image pour prédire les 17 points - clés de l' homme.

Charger l'image d'entrée

curl -o input_image.jpeg https://images.pexels.com/photos/4384679/pexels-photo-4384679.jpeg --silent
# Load the input image.
image_path = 'input_image.jpeg'
image = tf.io.read_file(image_path)
image = tf.image.decode_jpeg(image)

Exécuter l'inférence

# Resize and pad the image to keep the aspect ratio and fit the expected size.
input_image = tf.expand_dims(image, axis=0)
input_image = tf.image.resize_with_pad(input_image, input_size, input_size)

# Run model inference.
keypoints_with_scores = movenet(input_image)

# Visualize the predictions with image.
display_image = tf.expand_dims(image, axis=0)
display_image = tf.cast(tf.image.resize_with_pad(
    display_image, 1280, 1280), dtype=tf.int32)
output_overlay = draw_prediction_on_image(
    np.squeeze(display_image.numpy(), axis=0), keypoints_with_scores)

plt.figure(figsize=(5, 5))
plt.imshow(output_overlay)
_ = plt.axis('off')

png

Exemple de vidéo (séquence d'images)

Cette section montre comment appliquer un recadrage intelligent basé sur les détections de l'image précédente lorsque l'entrée est une séquence d'images. Cela permet au modèle de consacrer son attention et ses ressources au sujet principal, ce qui se traduit par une bien meilleure qualité de prédiction sans sacrifier la vitesse.

Algorithme de recadrage

Charger la séquence d'images d'entrée

wget -q -O dance.gif https://github.com/tensorflow/tfjs-models/raw/master/pose-detection/assets/dance_input.gif
# Load the input image.
image_path = 'dance.gif'
image = tf.io.read_file(image_path)
image = tf.image.decode_gif(image)

Exécuter l'inférence avec l'algorithme de recadrage

# Load the input image.
num_frames, image_height, image_width, _ = image.shape
crop_region = init_crop_region(image_height, image_width)

output_images = []
bar = display(progress(0, num_frames-1), display_id=True)
for frame_idx in range(num_frames):
  keypoints_with_scores = run_inference(
      movenet, image[frame_idx, :, :, :], crop_region,
      crop_size=[input_size, input_size])
  output_images.append(draw_prediction_on_image(
      image[frame_idx, :, :, :].numpy().astype(np.int32),
      keypoints_with_scores, crop_region=None,
      close_figure=True, output_image_height=300))
  crop_region = determine_crop_region(
      keypoints_with_scores, image_height, image_width)
  bar.update(progress(frame_idx, num_frames-1))

# Prepare gif visualization.
output = np.stack(output_images, axis=0)
to_gif(output, fps=10)

gif