用OpenVINO?減少食物浪費，踐行科技向善

作者：Anisha Udayakumar 翻譯：張晶

項目背景

你是否知道每年大約有2300億美元的食物被浪費，其中高達五分之一屬于可食用農(nóng)產(chǎn)品？我們都在自己的家中經(jīng)歷過某種類型的食物浪費，但最大量的浪費發(fā)生在雜貨店的新鮮食品和農(nóng)產(chǎn)品區(qū)。

長期以來，這么多的食物浪費一直是我關(guān)心的問題！在加入英特爾之前，我是一名創(chuàng)新顧問，與多家全球零售客戶合作改善運營和客戶滿意度，那時是我第一次注意到商店里浪費了大量的新鮮食物的時候?；谶@樣一個事實，與預(yù)先包裝的食品不同，新鮮農(nóng)產(chǎn)品沒有保質(zhì)期——這使得預(yù)測它何時變質(zhì)變得極其困難。

由于，使用人工智能等技術(shù)讓可持續(xù)發(fā)展成為主流一直是我的夢想，我知道零售商必須有更好的方法來解決這個問題并減少新鮮農(nóng)產(chǎn)品的浪費，所以，我建立了一個計算機視覺人工智能模型，可以確定農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度，比如西紅柿或香蕉等。但是，讓 AI 模型實時工作是一個挑戰(zhàn)，我意識到提高模型性能對于部署和大規(guī)模應(yīng)用至關(guān)重要。

在這篇文章中，我將展示如何使用 OpenVINO工具套件來優(yōu)化模型和加速人工智能推理計算。

構(gòu)建模型

通過使用攝像頭來監(jiān)控雜貨店的貨架，并使用目標檢測和識別技術(shù)掃描其貨物的圖像。本文中我使用了一個AI 模型準確識別出農(nóng)產(chǎn)品區(qū)的每一件商品。

通過打上標簽的圖像，目標檢測和識別算法能夠確定產(chǎn)品是新鮮、損壞還是即將變質(zhì)。有了這些信息，我們就可以設(shè)置自動警報，通知商店經(jīng)理和零售商是否需要更換產(chǎn)品或需要降價——減少需要丟棄的產(chǎn)品數(shù)量。

OpenVINO助力實時推理計算

我的新鮮度識別模型可以分析單件新鮮農(nóng)產(chǎn)品的圖像，如上圖所示。為了在現(xiàn)實場景中發(fā)揮作用，它必須能夠非常快速地區(qū)分和標記大型貨架上的每一件農(nóng)產(chǎn)品。

為了構(gòu)建模型，我使用了 Open Model Zoo 中的 SSDLite MobileNetV2 模型，詳情請參考這個 Jupyter notebook 中描述的目標檢測和識別程序。

Open Model Zoo github地址：

https://github.com/openvinotoolkit/open_model_zoo/

SSDLite MobileNetV2 地址：

https://github.com/openvinotoolkit/open_model_zoo/tree/master/models/public/ssdlite_mobilenet_v2

Jupyter notebook 地址：

https://github.com/openvinotoolkit/openvino_notebooks/blob/main/notebooks/401-object-detection-webcam/401-object-detection.ipynb

雖然我將該程序用于解決食物浪費問題，但它并不局限于解決食物浪費問題。開發(fā)者可以很容易地按照詳細的源碼將其應(yīng)用到自己的目標檢測場景中。

正如我已經(jīng)提到的，雖然我最初的目標檢測模型是準確的，但它檢測速度太慢了。一開始，我嘗試對模型進行微調(diào)，甚至切換到了另一個模型，但這并沒有是性能得到很大改善，于是我轉(zhuǎn)向了 OpenVINO，它幫我將推理時間從10秒縮短到了1.5秒。

使用OpenVINO的另一個好處是，使模型移植性更好。我的新鮮度檢測模型是基于 TensorFlow 構(gòu)建的，我也可以使用其他框架，如PyTorch、Caffe或PaddlePaddle，并在各種不同的硬件上運行我的模型，如下圖所示。

如果你想自己嘗試這個方法，這里有兩個建議：

1. 首先，正如下面的代碼片段所示，使用OpenVINO您只需要六行代碼來加載和初始化OpenVINO運行時，并針對指定的硬件編譯您的模型，然后將圖像數(shù)據(jù)傳遞給模型并得到推理結(jié)果！

2. 你真正想記住的另一件事是“device_name”部分。OpenVINO讓您可以靈活地在許多可能的設(shè)備（CPU、集成顯卡、獨立顯卡乃至 FPGA）中選擇最符合您的設(shè)計性能（吞吐量和時延）目標的推理計算設(shè)備。

from openvino.runtime import Core
img = load_img ()
core = Core()
compiled_model = core.compile_model(model=model, device_name=”CPU”)
output_layer = compiled_model.output[0]
results = compiled_model([input_img])[output_layer]

向右滑動查看完整代碼

下一步是什么

正如你所看到的，為人工智能應(yīng)用程序構(gòu)建軟件并不難。真正的訣竅是讓它們實時工作。OpenVINO改進了我的人工智能模型的性能，并使我的食物浪費減少應(yīng)用程序成為現(xiàn)實。

總結(jié)一下這個項目中最重要的兩個經(jīng)驗：

1. 由于 OpenVINO適用于所有通用框架，所以您可以只需用幾行代碼來優(yōu)化現(xiàn)有的模型。

2. 我在這篇文章中介紹的模型不僅僅可用于減少食物浪費，還可以解決 AI 開發(fā)者每天面臨的許多類似問題。

要了解更多關(guān)于如何開始用 AI 和 OpenVINO解決現(xiàn)實世界的問題，請查看英特爾人工智能開發(fā)者學(xué)習(xí)之旅以獲得更多的演練和教程，并訪問 Open Model Zoo 以利用更多的預(yù)先訓(xùn)練和優(yōu)化的模型。

審核編輯：湯梓紅