# MMRotate 模型部署

- [MMRotate 模型部署](#mmrotate-模型部署)
  - [安装](#安装)
    - [安装 mmrotate](#安装-mmrotate)
    - [安装 mmdeploy](#安装-mmdeploy)
  - [模型转换](#模型转换)
  - [模型规范](#模型规范)
  - [模型推理](#模型推理)
    - [后端模型推理](#后端模型推理)
    - [SDK 模型推理](#sdk-模型推理)
  - [模型支持列表](#模型支持列表)

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[MMRotate](https://github.com/open-mmlab/mmrotate) 是一个基于 PyTorch 的旋转物体检测的开源工具箱，也是 [OpenMMLab](https://openmmlab.com/) 项目的一部分。

## 安装

### 安装 mmrotate

请参考[官网安装指南](https://mmrotate.readthedocs.io/zh_CN/1.x/get_started.html)。

### 安装 mmdeploy

mmdeploy 有以下几种安装方式:

**方式一：** 安装预编译包

> 待 mmdeploy 正式发布 dev-1.x，再补充

**方式二：** 一键式脚本安装

如果部署平台是 **Ubuntu 18.04 及以上版本**， 请参考[脚本安装说明](../01-how-to-build/build_from_script.md)，完成安装过程。
比如，以下命令可以安装 mmdeploy 以及配套的推理引擎——`ONNX Runtime`.

```shell
git clone --recursive -b dev-1.x https://github.com/open-mmlab/mmdeploy.git
cd mmdeploy
python3 tools/scripts/build_ubuntu_x64_ort.py $(nproc)
export PYTHONPATH=$(pwd)/build/lib:$PYTHONPATH
export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)/../mmdeploy-dep/onnxruntime-linux-x64-1.8.1/lib/:$LD_LIBRARY_PATH
```

**说明**:

- 把 `$(pwd)/build/lib` 添加到 `PYTHONPATH`，目的是为了加载 mmdeploy SDK python 包 `mmdeploy_python`，在章节 [SDK模型推理](#sdk模型推理)中讲述其用法。
- 在[使用 ONNX Runtime推理后端模型](#后端模型推理)时，需要加载自定义算子库，需要把 ONNX Runtime 库的路径加入环境变量 `LD_LIBRARY_PATH`中。
  **方式三：** 源码安装

在方式一、二都满足不了的情况下，请参考[源码安装说明](../01-how-to-build/build_from_source.md) 安装 mmdeploy 以及所需推理引擎。

## 模型转换

你可以使用 [tools/deploy.py](https://github.com/open-mmlab/mmdeploy/blob/dev-1.x/tools/deploy.py) 把 mmrotate 模型一键式转换为推理后端模型。
该工具的详细使用说明请参考[这里](https://github.com/open-mmlab/mmdeploy/blob/master/docs/en/02-how-to-run/convert_model.md#usage).

以下，我们将演示如何把 `rotated-faster-rcnn` 转换为 onnx 模型。

```shell
cd mmdeploy

# download rotated-faster-rcnn model from mmrotate model zoo
mim download mmrotate --config rotated-faster-rcnn-le90_r50_fpn_1x_dota --dest .
wget https://github.com/open-mmlab/mmrotate/raw/main/demo/dota_demo.jpg

# convert mmrotate model to onnxruntime model with dynamic shape
python tools/deploy.py \
    configs/mmrotate/rotated-detection_onnxruntime_dynamic.py \
    rotated-faster-rcnn-le90_r50_fpn_1x_dota.py \
    rotated_faster_rcnn_r50_fpn_1x_dota_le90-0393aa5c.pth \
    dota_demo.jpg \
    --work-dir mmdeploy_models/mmrotate/ort \
    --device cpu \
    --show \
    --dump-info
```

转换的关键之一是使用正确的配置文件。项目中已内置了各后端部署[配置文件](https://github.com/open-mmlab/mmdeploy/tree/dev-1.x/configs/mmrotate)。
文件的命名模式是：

```
rotated_detection-{backend}-{precision}_{static | dynamic}_{shape}.py
```

其中：

- **{backend}:** 推理后端名称。比如，onnxruntime、tensorrt、pplnn、ncnn、openvino、coreml 等等
- **{precision}:** 推理精度。比如，fp16、int8。不填表示 fp32
- **{static | dynamic}:** 动态、静态 shape
- **{shape}:** 模型输入的 shape 或者 shape 范围

在上例中，你也可以把 `rotated-faster-rcnn` 转为其他后端模型。比如使用`rotated-detection_tensorrt-fp16_dynamic-320x320-1024x1024.py`，把模型转为 tensorrt-fp16 模型。

```{tip}
当转 tensorrt 模型时, --device 需要被设置为 "cuda"
```

## 模型规范

在使用转换后的模型进行推理之前，有必要了解转换结果的结构。 它存放在 `--work-dir` 指定的路路径下。

上例中的`mmdeploy_models/mmrotate/ort`，结构如下：

```
mmdeploy_models/mmrotate/ort
├── deploy.json
├── detail.json
├── end2end.onnx
└── pipeline.json
```

重要的是：

- **end2end.onnx**: 推理引擎文件。可用 ONNX Runtime 推理
- \***.json**:  mmdeploy SDK 推理所需的 meta 信息

整个文件夹被定义为**mmdeploy SDK model**。换言之，**mmdeploy SDK model**既包括推理引擎，也包括推理 meta 信息。

## 模型推理

### 后端模型推理

以上述模型转换后的 `end2end.onnx` 为例，你可以使用如下代码进行推理：

```python
from mmdeploy.apis.utils import build_task_processor
from mmdeploy.utils import get_input_shape, load_config
import torch

deploy_cfg = 'configs/mmrotate/rotated-detection_onnxruntime_dynamic.py'
model_cfg = './rotated-faster-rcnn-le90_r50_fpn_1x_dota.py'
device = 'cpu'
backend_model = ['./mmdeploy_models/mmrotate/ort/end2end.onnx']
image = './dota_demo.jpg'

# read deploy_cfg and model_cfg
deploy_cfg, model_cfg = load_config(deploy_cfg, model_cfg)

# build task and backend model
task_processor = build_task_processor(model_cfg, deploy_cfg, device)
model = task_processor.build_backend_model(backend_model)

# process input image
input_shape = get_input_shape(deploy_cfg)
model_inputs, _ = task_processor.create_input(image, input_shape)

# do model inference
with torch.no_grad():
    result = model.test_step(model_inputs)

# visualize results
task_processor.visualize(
    image=image,
    model=model,
    result=result[0],
    window_name='visualize',
    output_file='./output.png')
```

### SDK 模型推理

你也可以参考如下代码，对 SDK model 进行推理：

```python
from mmdeploy_python import RotatedDetector
import cv2
import numpy as np

img = cv2.imread('./dota_demo.jpg')

# create a detector
detector = RotatedDetector(model_path='./mmdeploy_models/mmrotate/ort', device_name='cpu', device_id=0)
# perform inference
det = detector(img)
```

除了python API，mmdeploy SDK 还提供了诸如 C、C++、C#、Java等多语言接口。
你可以参考[样例](https://github.com/open-mmlab/mmdeploy/tree/dev-1.x/demo)学习其他语言接口的使用方法。

## 模型支持列表

| Model                                                                                             | OnnxRuntime | TensorRT |
| :------------------------------------------------------------------------------------------------ | :---------: | :------: |
| [Rotated RetinaNet](https://github.com/open-mmlab/mmrotate/blob/1.x/configs/rotated_retinanet)    |      Y      |    Y     |
| [Rotated FasterRCNN](https://github.com/open-mmlab/mmrotate/blob/1.x/configs/rotated_faster_rcnn) |      Y      |    Y     |
| [Oriented R-CNN](https://github.com/open-mmlab/mmrotate/blob/1.x/configs/oriented_rcnn)           |      Y      |    Y     |
| [Gliding Vertex](https://github.com/open-mmlab/mmrotate/blob/1.x/configs/gliding_vertex)          |      Y      |    Y     |
| [RTMDET-R](https://github.com/open-mmlab/mmrotate/blob/dev-1.x/configs/rotated_rtmdet)            |      Y      |    Y     |