本文介紹瞭如何使用 TensorFlow 在智慧機上（包括安卓和 iOS 裝置）執行實時單人姿態估計。
GitHub 地址：https://github.com/edvardHua/PoseEstimationForMobile
該 repo 使用 TensorFlow 實現 CPM 和 Hourglass 模型。這裡未使用常規的卷積，而是在模型內部使用了反向卷積（又叫 Mobilenet V2），以便執行實時推斷。
注：你可以修改網路架構，來訓練更高 PCKh 的模型。架構地址：https://github.com/edvardHua/PoseEstimationForMobile/tree/master/training/src
該庫包含：
訓練 CPM 和 Hourglass 模型的程式碼；
安卓 demo 的原始碼；
IOS demo 的原始碼。
下面的 gif 是在 Mi Mix2s 上擷取的（~60 FPS）
你可以下載以下 apk，在自己的裝置上進行測試。
PoseEstimation-Mace.apk：https://raw.githubusercontent.com/edvardHua/PoseEstimationForMobile/master/release/PoseEstimation-Mace.apk
PoseEstimation-TFlite.apk：https://raw.githubusercontent.com/edvardHua/PoseEstimationForMobile/master/release/PoseEstimation-TFlite.apk
訓練
依賴項
Python3
TensorFlow >= 1.4
Mace
資料集
訓練資料集：https://drive.google.com/open?id=1zahjQWhuKIYWRRI2ZlHzn65Ug_jIiC4l
將其解壓縮，獲取以下檔案結構：
# root @ ubuntu in ~/hdd/ai_challenger
$ tree -L 1 ..
├── ai_challenger_train.json
├── ai_challenger_valid.json
├── train
└── valid該訓練資料集僅包含單人影象，資料來源是 AI Challenger 競賽。共包含 22446 個訓練樣本和 1500 個測試樣本。
該 repo 作者使用 tf-pose-estimation 庫中的資料增強程式碼將標註遷移為 COCO 格式。tf-pose-estimation 庫：https://github.com/ildoonet/tf-pose-estimation
超引數
訓練步驟中，使用 experiments 資料夾中的 cfg 檔案傳輸超引數。
以下是 mv2_cpm.cfg 檔案的內容：
[Train]
model: 'mv2_cpm'
checkpoint: False
datapath: '/root/hdd/ai_challenger'
imgpath: '/root/hdd/'
visible_devices: '0, 1, 2'
multiprocessing_num: 8
max_epoch: 1000
lr: '0.001'
batchsize: 5
decay_rate: 0.95
input_width: 192
input_height: 192
n_kpoints: 14
scale: 2
modelpath: '/root/hdd/trained/mv2_cpm/models'
logpath: '/root/hdd/trained/mv2_cpm/log'
num_train_samples: 20000
per_update_tensorboard_step: 500
per_saved_model_step: 2000
pred_image_on_tensorboard: True該 cfg 檔案覆蓋模型的所有引數，在 network_mv2_cpm.py 中仍有一些引數。
使用 nvidia-docker 訓練
通過以下命令構建 docker：
cd training/docker
docker build -t single-pose .或者
docker pull edvardhua/single-pose然後執行以下命令，訓練模型：
nvidia-docker run -it -d \
-v <dataset_path>:/data5 -v <training_code_path>/training:/workspace \
-p 6006:6006 -e LOG_PATH=/root/hdd/trained/mv2_cpm/log \
-e PARAMETERS_FILE=experiments/mv2_cpm.cfg edvardhua/single-pose此外，它還在 port 6006 上建立了 tensorboard。確保安裝了 nvidia-docker。
按一般方法訓練
1. 安裝依賴項：
cd training
pip3 install -r requirements.txt還需要安裝 cocoapi (https://github.com/cocodataset/cocoapi)。
2. 編輯 experiments 資料夾中的引數檔案，它包含幾乎所有超引數和訓練中需要定義的其他配置。之後，傳輸引數檔案，開始訓練：
cd training
python3 src/train.py experiments/mv2_cpm.cfg在 3 張英偉達 1080Ti 顯示卡上經過 12 個小時的訓練後，該模型幾乎收斂。以下是對應的 tensorboard 圖。
基準（PCKh）
執行以下命令，評估 PCKh 值。
python3 src/benchmark.py --frozen_pb_path=hourglass/model-360000.pb \
--anno_json_path=/root/hdd/ai_challenger/ai_challenger_valid.json \
--img_path=/root/hdd \
--output_node_name=hourglass_out_3預訓練模型
CPM：https://github.com/edvardHua/PoseEstimationForMobile/tree/master/release/cpm_model
Hourglass：https://github.com/edvardHua/PoseEstimationForMobile/tree/master/release/hourglass_model
安卓 demo
由於 mace 框架，你可以使用 GPU 在安卓智慧機上執行該模型。
按照以下命令將模型轉換為 mace 格式：
cd <your-mace-path># You transer hourglass or cpm model by changing `yml` file.
python tools/converter.py convert --config=<PoseEstimationForMobilePath>/release/mace_ymls/cpm.yml然後根據 mace 文件的說明，將模型整合到安卓裝置中。
至於如何呼叫模型、解析輸出，可以參見安卓原始碼：https://github.com/edvardHua/PoseEstimationForMobile/tree/master/android_demo。
一些晶片的平均推斷時間基準如下所示：
以下是該 repo 作者構建該 demo 的環境：
作業系統：macOS 10.13.6（mace 目前不支援 windows）
Android Studio：3.0.1
NDK 版本：r16
在構建 mace-demo 時，不同環境可能會遇到不同的錯誤。為避免這種情況，作者建議使用 docker。
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xiaomimace/mace-dev-lite
docker run -it
--privileged -d --name mace-dev
--net=host
-v to/you/path/PoseEstimationForMobile/android_demo/demo_mace:/demo_mace
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xiaomimace/mace-dev-lite
docker run -it --privileged -d --name mace-dev --net=host \
-v to/you/path/PoseEstimationForMobile/android_demo/demo_mace:/demo_mace \
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/xiaomimace/mace-dev-lite
# Enter to docker
docker exec -it mace-dev bash
# Exec command inside the dockercd /demo_mace && ./gradlew build或者將模型轉換為 tflite：
# Convert to frozen pb.cd training
python3 src/gen_frozen_pb.py \
--checkpoint=<you_training_model_path>/model-xxx --output_graph=<you_output_model_path>/model-xxx.pb \
--size=192 --model=mv2_cpm_2
# If you update tensorflow to 1.9, run following command.
python3 src/gen_tflite_coreml.py \
--frozen_pb=forzen_graph.pb \
--input_node_name='image' \
--output_node_name='Convolutional_Pose_Machine/stage_5_out' \
--output_path='./' \
--type=tflite
# Convert to tflite.# See https://github.com/tensorflow/tensorflow/blob/master/tensorflow/docs_src/mobile/tflite/devguide.md for more information.
bazel-bin/tensorflow/contrib/lite/toco/toco \
--input_file=<you_output_model_path>/model-xxx.pb \
--output_file=<you_output_tflite_model_path>/mv2-cpm.tflite \
--input_format=TENSORFLOW_GRAPHDEF --output_format=TFLITE \
--inference_type=FLOAT \
--input_shape="1,192,192,3" \
--input_array='image' \
--output_array='Convolutional_Pose_Machine/stage_5_out'然後，將 tflite 檔案放在 android_demo/app/src/main/assets 中，修改 ImageClassifierFloatInception.kt 中的引數。
............// parameters need to modify in ImageClassifierFloatInception.kt/** * Create ImageClassifierFloatInception instance * * @param imageSizeX Get the image size along the x axis. * @param imageSizeY Get the image size along the y axis. * @param outputW The output width of model * @param outputH The output height of model * @param modelPath Get the name of the model file stored in Assets. * @param numBytesPerChannel Get the number of bytes that is used to store a single * color channel value. */
fun create(
activity: Activity,
imageSizeX: Int = 192,
imageSizeY: Int = 192,
outputW: Int = 96,
outputH: Int = 96,
modelPath: String = "mv2-cpm.tflite",
numBytesPerChannel: Int = 4
): ImageClassifierFloatInception =
ImageClassifierFloatInception(
activity,
imageSizeX,
imageSizeY,
outputW,
outputH,
modelPath,
numBytesPerChannel)............最後，將該專案匯入 Android Studio，在智慧機裝置上執行。
iOS Demo
首先，將模型轉換為 CoreML 模型：
# Convert to frozen pb.cd training
python3 src/gen_frozen_pb.py \
--checkpoint=<you_training_model_path>/model-xxx --output_graph=<you_output_model_path>/model-xxx.pb \
--size=192 --model=mv2_cpm_2
# Run the following command to get mlmodel
python3 src/gen_tflite_coreml.py \
--frozen_pb=forzen_graph.pb \
--input_node_name='image' \
--output_node_name='Convolutional_Pose_Machine/stage_5_out' \
--output_path='./' \
--type=coreml然後，按照 PoseEstimation-CoreML 中的說明來操作（https://github.com/tucan9389/PoseEstimation-CoreML）。