VideoPipe可视化视频结构化框架开源了！

时间：2022-10-08 10:05:52

完成多路视频并行接入、解码、多级推理、结构化数据分析、上报、编码推流等过程，插件式/pipe式编程风格，功能上类似英伟达的deepstream和华为的mxvision，但底层核心不依赖复杂难懂的gstreamer框架（少部分地方需要），框架主*分主要使用原生C++ STL实现，目标是平台高可移植性。框架可用于：视频结构化、以图搜图、目标行为分析等应用领域。

https://github.com/sherlockchou86/video_pipe_c

主要功能

  • 视频接入，支持file/rtsp/udp/rtmp等主流视频流协议；
  • 多级推理，自带检测/分类/特征提取等推理插件。默认使用opencv.dnn实现，可基于其他类似tensorrt、甚至原生的pytorch/tensorflow扩展新的推理插件；
  • 目标跟踪，自带基于iou的跟踪插件，可基于其他算法扩展新的跟踪插件；
  • 行为分析，自带若干行为分析插件，比如目标跨线、拥堵/目标聚集判断；
  • 图像叠加，结构化数据和视频融合显示；
  • 消息推送，自带基于kafka的消息推送插件，可基于其他消息中间件扩展新的插件；
  • 录像/截图，自带截图/录像插件；
  • 编码输出，支持file/screen/rtmp/rtsp等主流方式输出编码结果；

主要特点

  • 可视化调试，自带pipe可视化功能，可在界面实时显示pipe的运行状态，如pipe中各个环节的fps/缓存队列大小，以及计算pipe起/止插件之间的时间延时，帮助程序员快速定位性能瓶颈位置；
  • 插件与插件之间默认采用“smart pointer”传递数据，数据从头到尾，只需创建一次，不存在拷贝操作。当然，可根据需要设置“深拷贝”方式在插件之间传递数据；
  • pipe中各通道视频的fps、分辨率、编码方式、来源均可不同，并且可单独暂停某一通道；
  • pipe中可传递的数据只有两种，一种frame_meta数据、一种control_meta数据，结构清晰明了；
  • 插件组合方式*，在满足客观逻辑的前提下，可合并、可拆分，根据需要设计不同的pipe结构。同时自带pipe结构检查功能，识别出不合规的pipe结构；
  • pipe支持各种hook，外部通过hook可以实时获取pipe的运行情况（第1点就是基于该特性实现）；
  • 支持一个Pipe处理多路视频（多路共用一个推理模型，Pipe分支涉及到merge和split操作），批处理提速；也支持一个Pipe只处理一路视频（各路使用自己的推理模型，Pipe呈直线状、多个Pipe并存），基于不同视频做不同的推理任务；
  • 基于指定基类，所有自带插件全部可自定义重新实现；
  • 框架主干代码完全基于原生C++ STL实现，跨平台编译部署简单。

目前进度

开发环境：vs code/ubuntu 18.04/C++17/opencv 4.6/ffmpeg 3.4.8/gstreamer 1.20。之前使用wsl1/2+ubuntu22.04，但是wsl坑太多，后放弃。

  • 2022/9/30：完成基于tensorrt的检测插件（一级推理和二级推理），非默认的opencv::dnn。源码上线
  • 2022/9/15：完成基于paddle的ocr文字识别相关插件，基于paddle推理库（非默认的opencv::dnn）
  • 2022/9/1：完成基于yunet/sface的人脸检测、识别以及显示相关插件开发，实现多pipe并行运行的机制，多个pipe可加载不同模型、基于不同视频完成不同的推理任务。（单个pipe接入多路视频、共用相同的模型之前已实现）
  • 2022/8/15：完成openpose肢体检测器相关插件开发，完成图像二级分类插件开发。
  • 2022/8/5：完成infer相关基类、yolo检测器派生类的实现，走通整个一级推理流程，rtmp/screen 2种输出。
  • 2022/7/22：已完成主干框架开发，预估占总体进度的1/3。等基本完成后开源，有兴趣的朋友可以关注。

 

如何使用

#include "VP.h"

#include "../nodes/vp_file_src_node.h"
#include "../nodes/infers/vp_trt_vehicle_detector.h"
#include "../nodes/infers/vp_trt_vehicle_plate_detector.h"
#include "../nodes/osd/vp_osd_node_v2.h"
#include "../nodes/vp_screen_des_node.h"
#include "../nodes/vp_rtmp_des_node.h"
#include "../utils/analysis_board/vp_analysis_board.h"

#if MAIN
int main() {
    // create nodes
    auto file_src_0 = std::make_shared<vp_nodes::vp_file_src_node>("file_src_0", 0, "./test_video/13.mp4");
    auto trt_vehicle_detector = std::make_shared<vp_nodes::vp_trt_vehicle_detector>("vehicle_detector", "./vehicle.trt");
    auto trt_vehicle_plate_detector = std::make_shared<vp_nodes::vp_trt_vehicle_plate_detector>("vehicle_plate_detector", "./det.trt", "./rec.trt");
    auto osd_0 = std::make_shared<vp_nodes::vp_osd_node_v2>("osd_0", "./font/NotoSansCJKsc-Medium.otf");
    auto screen_des_0 = std::make_shared<vp_nodes::vp_screen_des_node>("screen_des_0", 0, true, vp_objects::vp_size{640, 360});
    auto rtmp_des_0 = std::make_shared<vp_nodes::vp_rtmp_des_node>("rtmp_des_0", 0, "rtmp://192.168.77.105/live/10000", vp_objects::vp_size{1280, 720});

    // construct pipeline
    trt_vehicle_detector->attach_to({file_src_0});
    trt_vehicle_plate_detector->attach_to({trt_vehicle_detector});
    osd_0->attach_to({trt_vehicle_plate_detector});

    // split into 2 sub branches automatically
    screen_des_0->attach_to({osd_0});
    rtmp_des_0->attach_to({osd_0});

    // start pipeline
    file_src_0->start();

    // visualize pipeline for debug
    vp_utils::vp_analysis_board board({file_src_0});
    board.display();
}
#endif

　

上面代码可以生成3个画面：

  • pipeline运行图（window显示）
  • 屏幕显示结果（window显示）
  • rtmp显示结果（video player播放）

VideoPipe可视化视频结构化框架开源了！

 

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