AMB82 MINI Arduino的方法迭代更新十分及时,github维护也十分频繁。最新推出的4.0.7版本开始支持SD卡加载模型。有的网友装了4.0.6版本是看不到摄像头和模型加载选项的。
用这个实例来呈现RTSP视频流AI识别图像,同时展示对声音进行分类效果。
SDK升级到4.0.7b
怎么获得官方提供的各种训练好的模型
去github上下载Ambiot发布的最新版Arduino SDK ,解压以后训练好的模型文件在\Ameba_misc\All_NN_models里面。
SD卡加载模型文件
SD卡用sd-memory-card格式化一下,在根目录创建NN_MDL文件夹,然后将yamnet.nb和yolov7_tiny.nb两个模型文件复制进去。这两个模型的文件12.7M,可见瑞昱半导体增加sd卡加载模型是为了方便用户使用尺寸比较大的模型资料,功能也日臻完善。
介绍YAMNet和YOLOv7 Tiny
YAMNet(Yet Another Multi-Task Network)是一个用于音频事件检测的深度学习模型,由谷歌开发。它是基于卷积神经网络(CNN)的,能够识别音频中的多种声音事件,如狗吠、汽车喇叭声、电话铃声等。YAMNet 模型可以应用于各种音频分析任务,包括声音识别、环境声音分类和音频场景理解等。
YAMNet 模型的特点包括:
多任务学习:YAMNet 不仅能识别音频中的特定声音事件,还能同时进行音频特征提取等任务。
端到端模型:YAMNet 从原始音频波形直接学习到声音事件的识别,无需手动特征提取。
可扩展性:YAMNet 可以扩展到不同的音频数据集和任务,具有很好的泛化能力。
实时性能:YAMNet 模型设计时考虑了实时处理的需求,可以在实时或近实时环境中使用。
YOLOv7 Tiny 是 YOLO(You Only Look Once)系列目标检测算法的一个变体,专为需要在资源受限的环境中使用而设计。YOLOv7 是 YOLO 系列的第七代版本,它在速度和精度上都有所提升。“Tiny” 版本意味着它是一个轻量级的模型,适用于计算能力较低的设备,如移动设备或嵌入式系统。
YOLOv7 Tiny 保持了 YOLO 算法的核心特点,即快速和高效,同时在以下几个方面进行了改进:
网络结构优化:YOLOv7 Tiny 采用了更高效的网络结构,以减少计算量和模型大小。
性能提升:通过改进的网络结构和训练技术,YOLOv7 Tiny 在保持较小模型大小的同时,仍然能够提供较高的检测精度。
多尺度检测:YOLOv7 Tiny 支持多尺度输入,可以处理不同大小的图像,提高检测的灵活性。
实时性能:YOLOv7 Tiny 特别适合需要实时处理的应用场景,如视频监控、自动驾驶等。
YOLOv7 Tiny 通常使用较小的输入图像尺寸,并减少网络层的数量,以降低模型的复杂度。这样虽然可能会牺牲一些精度,但可以显著提高运行速度,使其更适合在资源受限的设备上运行。
安装VLC播放器和SSCOM串口工具
因为AMB82 MINI采集使用的RTSP视频流通过无线网络传递,为了便于观察电脑或者手机上安装VLC播放器 ,并且为了观察串口输出要去Microsoft Store安装SSCOM串口工具。
程序如下:
#include "WiFi.h"
#include "StreamIO.h"
#include "VideoStream.h"
#include "RTSP.h"
#include "NNAudioClassification.h"
#include "AudioClassList.h"
#include "NNObjectDetection.h"
#include "VideoStreamOverlay.h"
#include "ObjectClassList.h"
#define CHANNEL 0
#define CHANNELNN 3
// 较低的分辨率用于神经网络处理
#define NNWIDTH 576
#define NNHEIGHT 320
//神经网络音频分类需要16KHz
VideoSetting config(VIDEO_FHD, 30, VIDEO_H264, 0);
VideoSetting configNN(NNWIDTH, NNHEIGHT, 10, VIDEO_RGB, 0);
AudioSetting configA(16000, 1, USE_AUDIO_AMIC); // 采样率,通道计数,麦克风类型
Audio audio;
NNAudioClassification audioNN;
NNObjectDetection ObjDet;
RTSP rtsp;
StreamIO videoStreamer(1, 1);
StreamIO audioStreamerNN(1, 1); // 1输入音频-> 1输出Audio Classification
StreamIO videoStreamerNN(1, 1);
char ssid[] = "您的WiFi名称";
char pass[] = "您的WiFi密码";
int status = WL_IDLE_STATUS;
IPAddress ip;
int rtsp_portnum;
void setup() {
//为音频数据格式配置音频外设
Serial.begin(115200);
// 尝试连接Wifi网络:
while (status != WL_CONNECTED) {
Serial.print("Attempting to connect to WPA SSID: ");
Serial.println(ssid);
status = WiFi.begin(ssid, pass);
// 休息呀2秒
delay(2000);
}
ip = WiFi.localIP();
//配置摄像机视频通道和视频格式信息
//根据你的WiFi网络质量调整比特率
config.setBitrate(2 * 1024 * 1024); // 建议使用2Mbps的RTSP流,避免网络拥塞
Camera.configVideoChannel(CHANNEL, config);
Camera.configVideoChannel(CHANNELNN, configNN);
Camera.videoInit();
// 配置RTSP,配置相应的视频格式信息
rtsp.configVideo(config);
rtsp.begin();
rtsp_portnum = rtsp.getPort();
audio.configAudio(configA);
audio.begin();
audioNN.configAudio(configA);
audioNN.setResultCallback(ACPostProcess);
audioNN.modelSelect(AUDIO_CLASSIFICATION, NA_MODEL, NA_MODEL, NA_MODEL, CUSTOMIZED_YAMNET);
audioNN.begin();
//使用相应的视频格式信息配置对象检测
//选择神经网络(NN)任务和模型
ObjDet.configVideo(configNN);
ObjDet.setResultCallback(ODPostProcess);
ObjDet.modelSelect(OBJECT_DETECTION, CUSTOMIZED_YOLOV7TINY, NA_MODEL, NA_MODEL);
ObjDet.begin();
//配置StreamIO对象将数据从视频通道流到RTSP
videoStreamer.registerInput(Camera.getStream(CHANNEL));
videoStreamer.registerOutput(rtsp);
if (videoStreamer.begin() != 0) {
Serial.println("StreamIO link start failed");
}
Camera.channelBegin(CHANNEL);
// 配置StreamIO对象以将数据从音频流到音频分类
audioStreamerNN.registerInput(audio);
audioStreamerNN.registerOutput(audioNN);
if (audioStreamerNN.begin() != 0) {
Serial.println("StreamIO link start failed");
}
// 配置StreamIO对象将数据从RGB视频通道流到对象检测
videoStreamerNN.registerInput(Camera.getStream(CHANNELNN));
videoStreamerNN.setStackSize();
videoStreamerNN.setTaskPriority();
videoStreamerNN.registerOutput(ObjDet);
if (videoStreamerNN.begin() != 0) {
Serial.println("StreamIO link start failed");
}
// 为NN启动视频频道
Camera.channelBegin(CHANNELNN);
// 在RTSP视频通道上启动OSD绘图
OSD.configVideo(CHANNEL, config);
OSD.begin();
}
void loop() {
}
// 用户回调函数
void ACPostProcess(std::vector<AudioClassificationResult> results) {
printf("No of Audio Detected = %d\r\n", audioNN.getResultCount());
if (audioNN.getResultCount() > 0) {
for (int i = 0; i < audioNN.getResultCount(); i++) {
AudioClassificationResult audio_item = results[i];
int class_id = (int)audio_item.classID();
if (audioNames[class_id].filter) {
int prob = audio_item.score();
printf("%d class %d, score: %d, audio name: %s\r\n", i, class_id, prob, audioNames[class_id].audioName);
}
}
}
}
//用户回调函数对目标检测结果进行后处理
void ODPostProcess(std::vector<ObjectDetectionResult> results) {
uint16_t im_h = config.height();
uint16_t im_w = config.width();
Serial.print("Network URL for RTSP Streaming: ");
Serial.print("rtsp://");
Serial.print(ip);
Serial.print(":");
Serial.println(rtsp_portnum);
Serial.println(" ");
printf("Total number of objects detected = %d\r\n", ObjDet.getResultCount());
OSD.createBitmap(CHANNEL);
if (ObjDet.getResultCount() > 0) {
for (uint32_t i = 0; i < ObjDet.getResultCount(); i++) {
int obj_type = results[i].type();
if (itemList[obj_type].filter) { // check if item should be ignored
ObjectDetectionResult item = results[i];
//结果坐标为0.00到1.00之间的浮点数
//与RTSP分辨率相乘得到坐标像素
int xmin = (int)(item.xMin() * im_w);
int xmax = (int)(item.xMax() * im_w);
int ymin = (int)(item.yMin() * im_h);
int ymax = (int)(item.yMax() * im_h);
// 绘制边界框
printf("Item %d %s:\t%d %d %d %d\n\r", i, itemList[obj_type].objectName, xmin, xmax, ymin, ymax);
OSD.drawRect(CHANNEL, xmin, ymin, xmax, ymax, 3, OSD_COLOR_WHITE);
// 打印识别文本
char text_str[20];
snprintf(text_str, sizeof(text_str), "%s %d", itemList[obj_type].objectName, item.score());
OSD.drawText(CHANNEL, xmin, ymin - OSD.getTextHeight(CHANNEL), text_str, OSD_COLOR_CYAN);
}
}
}
OSD.update(CHANNEL);
}
如何修改模型文件名称
如果需要修改模型名称请移步到C:\Users\用户名\AppData\Local\Arduino15\packages\realtek\hardware\AmebaPro2\4.0.7-build20240610\libraries\NeuralNetwork\src\SD_Model.CPP 里面做修改。
烧录和观察实验效果
烧录程式到AMB82 MINI 的Arduino IDE设置见下图:
程序烧录好以后,按一下rest键重启一下AMB82 MINI 开发板,打开SSCOM串口工具可以可能到RTSP视频流的地址,譬如 rtsp://192.168.3.18:554 ,然后在VLC media player输入该地址就可以看到AMB82 MINI 开发板拍摄到的视频了。
如果您对着水杯,在视频流中就会用方框框住并标注。同时SSCOM串口工具也会输出图像和声音的识别情况。