# PP-Tracking Python端预测部署

在PaddlePaddle中预测引擎和训练引擎底层有着不同的优化方法, 预测引擎使用了AnalysisPredictor，专门针对推理进行了优化，是基于[C++预测库](https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/advanced_guide/inference_deployment/inference/native_infer.html)的Python接口，该引擎可以对模型进行多项图优化，减少不必要的内存拷贝。如果用户在部署已训练模型的过程中对性能有较高的要求，我们提供了独立于PaddleDetection的预测脚本，方便用户直接集成部署。

主要包含两个步骤：
- 导出预测模型
- 基于Python进行预测

PaddleDetection在训练过程包括网络的前向和优化器相关参数，而在部署过程中，我们只需要前向参数，具体参考:[导出模型](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleDetection/blob/develop/deploy/EXPORT_MODEL.md)
导出后目录下，包括`infer_cfg.yml`, `model.pdiparams`,  `model.pdiparams.info`, `model.pdmodel`四个文件。

PP-Tracking也提供了AI Studio公开项目案例，教程请参考[PP-Tracking之手把手玩转多目标跟踪](https://aistudio.baidu.com/aistudio/projectdetail/3022582)。

## 1. 对FairMOT模型的导出和预测
### 1.1 导出预测模型
```bash
# 命令行导出PaddleDetection发布的权重
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c configs/mot/fairmot/fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320.yml -o weights=https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320.pdparams

# 命令行导出训完保存的checkpoint权重
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c configs/mot/fairmot/fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320.yml -o weights=output/fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320/model_final.pdparams

# 或下载PaddleDetection发布的已导出的模型
wget https://bj.bcebos.com/v1/paddledet/models/mot/fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320.tar
tar -xvf fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320.tar
```
**注意:**
  导出的模型默认会保存在`output_inference`目录下，如新下载请存放于对应目录下。

### 1.2 用导出的模型基于Python去预测
```bash
# 下载行人跟踪demo视频：
wget https://bj.bcebos.com/v1/paddledet/data/mot/demo/mot17_demo.mp4

# Python预测视频
python deploy/pptracking/python/mot_jde_infer.py --model_dir=output_inference/fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320 --video_file=mot17_demo.mp4 --device=GPU --threshold=0.5 --save_mot_txts --save_images
```
**注意:**
 - 跟踪模型是对视频进行预测，不支持单张图的预测，默认保存跟踪结果可视化后的视频，可添加`--save_mot_txts`表示保存跟踪结果的txt文件，或`--save_images`表示保存跟踪结果可视化图片。
 - 跟踪结果txt文件每行信息是`frame,id,x1,y1,w,h,score,-1,-1,-1`。
 - `--threshold`表示结果可视化的置信度阈值，默认为0.5，低于该阈值的结果会被过滤掉，为了可视化效果更佳，可根据实际情况自行修改。
 - 对于多类别或车辆的FairMOT模型的导出和Python预测只需更改相应的config和模型权重即可。如：
 ```bash
 job_name=mcfairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320_visdrone
 model_type=mot/mcfairmot
 config=configs/${model_type}/${job_name}.yml
 # 命令行导出模型
 CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c ${config} -o weights=https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/${job_name}.pdparams
 # Python预测视频
 python deploy/pptracking/python/mot_jde_infer.py --model_dir=output_inference/${job_name} --video_file={your video name}.mp4 --device=GPU --threshold=0.5 --save_mot_txts --save_images
 ```
 - 多类别跟踪结果txt文件每行信息是`frame,id,x1,y1,w,h,score,cls_id,-1,-1`。
 - visdrone多类别跟踪demo视频可从此链接下载：`wget https://bj.bcebos.com/v1/paddledet/data/mot/demo/visdrone_demo.mp4`
 - bdd100k车辆跟踪和多类别demo视频可从此链接下载：`wget https://bj.bcebos.com/v1/paddledet/data/mot/demo/bdd100k_demo.mp4`


## 2. 对DeepSORT模型的导出和预测
### 2.1 导出预测模型
Step 1：导出检测模型
```bash
# 导出JDE YOLOv3行人检测模型
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c configs/mot/deepsort/detector/jde_yolov3_darknet53_30e_1088x608_mix.yml -o weights=https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/jde_yolov3_darknet53_30e_1088x608_mix.pdparams
# 或导出PPYOLOv2行人检测模型
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c configs/mot/deepsort/detector/ppyolov2_r50vd_dcn_365e_640x640_mot17half.yml -o weights=https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/ppyolov2_r50vd_dcn_365e_640x640_mot17half.pdparams
```
Step 2：导出行人ReID模型
```bash
# 导出PCB Pyramid ReID模型
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c configs/mot/deepsort/reid/deepsort_pcb_pyramid_r101.yml -o reid_weights=https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/deepsort_pcb_pyramid_r101.pdparams
# 或者导出PPLCNet ReID模型
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c configs/mot/deepsort/reid/deepsort_pplcnet.yml -o reid_weights=https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/deepsort_pplcnet.pdparams
```

### 2.2 用导出的模型基于Python去预测行人跟踪
```bash
# 下载行人跟踪demo视频：
wget https://bj.bcebos.com/v1/paddledet/data/mot/demo/mot17_demo.mp4

# 用导出的JDE YOLOv3行人检测模型和PCB Pyramid ReID模型
python deploy/pptracking/python/mot_sde_infer.py --model_dir=output_inference/jde_yolov3_darknet53_30e_1088x608_mix/ --reid_model_dir=output_inference/deepsort_pcb_pyramid_r101/ --video_file=mot17_demo.mp4 --device=GPU --threshold=0.5 --save_mot_txts --save_images

# 或用导出的PPYOLOv2行人检测模型和PPLCNet ReID模型
python deploy/pptracking/python/mot_sde_infer.py --model_dir=output_inference/ppyolov2_r50vd_dcn_365e_640x640_mot17half/ --reid_model_dir=output_inference/deepsort_pplcnet/ --video_file=mot17_demo.mp4 --device=GPU --threshold=0.5 --scaled=True --save_mot_txts --save_images
```

### 2.3 用导出的模型基于Python去预测车辆跟踪
```bash
# 下载车辆检测PicoDet导出的模型：
wget https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/picodet_l_640_aic21mtmct_vehicle.tar
tar -xvf picodet_l_640_aic21mtmct_vehicle.tar
# 或者车辆检测PP-YOLOv2导出的模型：
wget https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/ppyolov2_r50vd_dcn_365e_aic21mtmct_vehicle.tar
tar -xvf ppyolov2_r50vd_dcn_365e_aic21mtmct_vehicle.tar

# 下载车辆ReID导出的模型：
wget https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/deepsort_pplcnet_vehicle.tar
tar -xvf deepsort_pplcnet_vehicle.tar

# 用导出的PicoDet车辆检测模型和PPLCNet车辆ReID模型
python deploy/pptracking/python/mot_sde_infer.py --model_dir=picodet_l_640_aic21mtmct_vehicle/ --reid_model_dir=deepsort_pplcnet_vehicle/ --device=GPU --scaled=True --threshold=0.5 --video_file={your video}.mp4 --save_mot_txts --save_images

# 用导出的PP-YOLOv2车辆检测模型和PPLCNet车辆ReID模型
python deploy/pptracking/python/mot_sde_infer.py --model_dir=ppyolov2_r50vd_dcn_365e_aic21mtmct_vehicle/ --reid_model_dir=deepsort_pplcnet_vehicle/ --device=GPU --scaled=True --threshold=0.5 --video_file={your video}.mp4 --save_mot_txts --save_images
```

**注意:**
 - 跟踪模型是对视频进行预测，不支持单张图的预测，默认保存跟踪结果可视化后的视频，可添加`--save_mot_txts`(对每个视频保存一个txt)或`--save_images`表示保存跟踪结果可视化图片。
 - 跟踪结果txt文件每行信息是`frame,id,x1,y1,w,h,score,-1,-1,-1`。
 - `--threshold`表示结果可视化的置信度阈值，默认为0.5，低于该阈值的结果会被过滤掉，为了可视化效果更佳，可根据实际情况自行修改。
 - `--scaled`表示在模型输出结果的坐标是否已经是缩放回原图的，如果使用的检测模型是JDE的YOLOv3则为False，如果使用通用检测模型则为True。
 - DeepSORT算法不支持多类别跟踪，只支持单类别跟踪，且ReID模型最好是与检测模型同一类别的物体训练过的，比如行人跟踪最好使用行人ReID模型，车辆跟踪最好使用车辆ReID模型。



## 3. 跨境跟踪模型的导出和预测
### 3.1 导出预测模型
Step 1：下载导出的检测模型
```bash
wget https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/picodet_l_640_aic21mtmct_vehicle.tar
tar -xvf picodet_l_640_aic21mtmct_vehicle.tar
# 或者
wget https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/ppyolov2_r50vd_dcn_365e_aic21mtmct_vehicle.tar
tar -xvf ppyolov2_r50vd_dcn_365e_aic21mtmct_vehicle.tar
```
Step 2：下载导出的ReID模型
```bash
wget https://paddledet.bj.bcebos.com/models/mot/deepsort/deepsort_pplcnet_vehicle.tar
tar -xvf deepsort_pplcnet_vehicle.tar
```

### 3.2 用导出的模型基于Python去做跨镜头跟踪
```bash
# 下载demo测试视频
wget https://paddledet.bj.bcebos.com/data/mot/demo/mtmct-demo.tar
tar -xvf mtmct-demo.tar

# 用导出的PicoDet车辆检测模型和PPLCNet车辆ReID模型
python deploy/pptracking/python/mot_sde_infer.py --model_dir=picodet_l_640_aic21mtmct_vehicle/ --reid_model_dir=deepsort_pplcnet_vehicle/ --mtmct_dir=mtmct-demo --mtmct_cfg=mtmct_cfg --device=GPU --scaled=True --threshold=0.5 --save_mot_txts --save_images

# 用导出的PP-YOLOv2车辆检测模型和PPLCNet车辆ReID模型
python deploy/pptracking/python/mot_sde_infer.py --model_dir=ppyolov2_r50vd_dcn_365e_aic21mtmct_vehicle/ --reid_model_dir=deepsort_pplcnet_vehicle/ --mtmct_dir=mtmct-demo --mtmct_cfg=mtmct_cfg --device=GPU --scaled=True --threshold=0.5 --save_mot_txts --save_images

```
**注意:**
 - 跟踪模型是对视频进行预测，不支持单张图的预测，默认保存跟踪结果可视化后的视频，可添加`--save_mot_txts`(对每个视频保存一个txt)，或`--save_images`表示保存跟踪结果可视化图片。
 - 跨镜头跟踪结果txt文件每行信息是`camera_id,frame,id,x1,y1,w,h,-1,-1`。
 - `--threshold`表示结果可视化的置信度阈值，默认为0.5，低于该阈值的结果会被过滤掉，为了可视化效果更佳，可根据实际情况自行修改。
 - `--scaled`表示在模型输出结果的坐标是否已经是缩放回原图的，如果使用的检测模型是JDE的YOLOv3则为False，如果使用通用检测模型则为True。
 - DeepSORT算法不支持多类别跟踪，只支持单类别跟踪，且ReID模型最好是与检测模型同一类别的物体训练过的，比如行人跟踪最好使用行人ReID模型，车辆跟踪最好使用车辆ReID模型。
 - `--mtmct_dir`是MTMCT预测的某个场景的文件夹名字，里面包含该场景不同摄像头拍摄视频的图片文件夹，其数量至少为两个。
 - `--mtmct_cfg`是MTMCT预测的某个场景的配置文件，里面包含该一些trick操作的开关和该场景摄像头相关设置的文件路径，用户可以自行更改相关路径以及设置某些操作是否启用。


## 4. API调用方式:

### 4.1 FairMOT模型API调用
```
import mot_jde_infer

# 1.model config and weights
model_dir = 'fairmot_hrnetv2_w18_dlafpn_30e_576x320/'

# 2.inference data
video_file = 'test.mp4'
image_dir = None

# 3.other settings
device = 'CPU' # device should be CPU, GPU or XPU
threshold = 0.3
output_dir = 'output'

# mot predict
mot_jde_infer.predict_naive(model_dir, video_file, image_dir, device, threshold, output_dir)
```
**注意:**
 - 以上代码必须进入目录`PaddleDetection/deploy/pptracking/python`下执行。
 - 支持对视频和图片文件夹进行预测，不支持单张图的预测，`video_file`或`image_dir`不能同时为None，推荐使用`video_file`，而`image_dir`需直接存放命名顺序规范的图片。
 - 默认会保存跟踪结果可视化后的图片和视频，以及跟踪结果txt文件，默认不会进行轨迹可视化和流量统计。


### 4.2 DeepSORT模型API调用
```
import mot_sde_infer

# 1.model config and weights
model_dir = 'ppyolov2_r50vd_dcn_365e_aic21mtmct_vehicle/'
reid_model_dir = 'deepsort_pplcnet_vehicle/'

# 2.inference data
video_file = 'test.mp4'
image_dir = None

# 3.other settings
scaled = True # set False only when use JDE YOLOv3
device = 'CPU' # device should be CPU, GPU or XPU
threshold = 0.3
output_dir = 'output'

# 4. MTMCT settings, default None
mtmct_dir = None
mtmct_cfg = None

# mot predict
mot_sde_infer.predict_naive(model_dir,
                            reid_model_dir,
                            video_file,
                            image_dir,
                            mtmct_dir,
                            mtmct_cfg,
                            scaled,
                            device,
                            threshold,
                            output_dir)
```
**注意:**
 - 以上代码必须进入目录`PaddleDetection/deploy/pptracking/python`下执行。
 - 支持对视频和图片文件夹进行预测，不支持单张图的预测，`video_file`或`image_dir`或`--mtmct_dir`不能同时为None，推荐使用`video_file`，而`image_dir`需直接存放命名顺序规范的图片，`--mtmct_dir`不为None表示是进行的MTMCT跨镜头跟踪任务。
 - 默认会保存跟踪结果可视化后的图片和视频，以及跟踪结果txt文件，默认不会进行轨迹可视化和流量统计。
 - `--scaled`表示在模型输出结果的坐标是否已经是缩放回原图的，如果使用的检测模型是JDE的YOLOv3则为False，如果使用通用检测模型则为True。
 - `--mtmct_dir`是MTMCT预测的某个场景的文件夹名字，里面包含该场景不同摄像头拍摄视频的图片文件夹，其数量至少为两个。
 - `--mtmct_cfg`是MTMCT预测的某个场景的配置文件，里面包含该一些trick操作的开关和该场景摄像头相关设置的文件路径，用户可以自行更改相关路径以及设置某些操作是否启用。
 - 开启MTMCT预测必须将`video_file`和`image_dir`同时设置为None，且`--mtmct_dir`和`--mtmct_cfg`都必须不为None。


## 5. 参数说明:

| 参数 | 是否必须|含义 |
|-------|-------|----------|
| --model_dir | Yes| 上述导出的模型路径 |
| --image_file | Option | 需要预测的图片 |
| --image_dir  | Option |  要预测的图片文件夹路径   |
| --video_file | Option | 需要预测的视频 |
| --camera_id | Option | 用来预测的摄像头ID，默认为-1(表示不使用摄像头预测，可设置为：0 - (摄像头数目-1) )，预测过程中在可视化界面按`q`退出输出预测结果到：output/output.mp4|
| --device | Option | 运行时的设备，可选择`CPU/GPU/XPU`，默认为`CPU`|
| --run_mode | Option |使用GPU时，默认为paddle, 可选（paddle/trt_fp32/trt_fp16/trt_int8）|
| --batch_size | Option |预测时的batch size，在指定`image_dir`时有效，默认为1 |
| --threshold | Option|预测得分的阈值，默认为0.5|
| --output_dir | Option|可视化结果保存的根目录，默认为output/|
| --run_benchmark | Option| 是否运行benchmark，同时需指定`--image_file`或`--image_dir`，默认为False |
| --enable_mkldnn | Option | CPU预测中是否开启MKLDNN加速，默认为False |
| --cpu_threads | Option| 设置cpu线程数，默认为1 |
| --trt_calib_mode | Option| TensorRT是否使用校准功能，默认为False。使用TensorRT的int8功能时，需设置为True，使用PaddleSlim量化后的模型时需要设置为False |
| --do_entrance_counting | Option | 是否统计出入口流量，默认为False |
| --draw_center_traj | Option | 是否绘制跟踪轨迹，默认为False |
| --mtmct_dir | Option | 需要进行MTMCT跨境头跟踪预测的图片文件夹路径，默认为None |
| --mtmct_cfg | Option | 需要进行MTMCT跨境头跟踪预测的配置文件路径，默认为None |

说明：

- 参数优先级顺序：`camera_id` > `video_file` > `image_dir` > `image_file`。
- run_mode：paddle代表使用AnalysisPredictor，精度float32来推理，其他参数指用AnalysisPredictor，TensorRT不同精度来推理。
- 如果安装的PaddlePaddle不支持基于TensorRT进行预测，需要自行编译，详细可参考[预测库编译教程](https://paddleinference.paddlepaddle.org.cn/user_guides/source_compile.html)。
- --run_benchmark如果设置为True，则需要安装依赖`pip install pynvml psutil GPUtil`。