阿里云人工智能平台PAI工业质检解决方案-云淘科技

在生产制造过程中，为了提升缺陷检测效率，PAI提供了工业质检解决方案。该解决方案借助人工智能算法，帮助您快速构建端到端的质检服务。本文为您介绍该解决方案的使用流程。

背景信息

缺陷检测是生产制造过程中必不可少的一步，广泛应用于各个工业领域，包括3C、电子、汽车、化工及轻工等领域。虽然人工智能和机器视觉等检测技术逐渐成熟，但人工目视的方法仍占据较大比重，导致了生产自动化程度低、生产效率低、难以形成精益化生产等问题。针对该问题，阿里云机器学习PAI借助人工智能算法，提出了如下解决方案。

解决方案
1. 基于智能标注（iTAG）平台和PAI数据集管理，对目标场景的数据进行快捷标注和样本管理。
2. 基于PAI提供的模型和算法，针对自己的数据，在DSW平台上进行模型Fine-Tune，从而构建具体场景的质检模型。
3. 将模型进行EAS在线部署，形成完整的端到端流程，通过访问服务自动识别图片中的缺陷。
使用流程

基于阿里云机器学习平台PAI，构建工业质检解决方案的使用流程如下。
1. 准备数据
  
  使用PAI提供的示例iTAG数据，或基于智能标注（iTAG）进行原始数据标注。导出标注结果上传到OSS，用于后续的模型训练。
2. 基于DSW构建质检模型
  
  在DSW平台，参考DSW Gallery提供的案例，构建模型。
3. 部署及调用模型服务
  
  通过模型在线服务EAS，您可以将训练好的模型部署为在线服务，并在实际的生产环境中调用，从而进行推理。

前提条件

在开始执行操作前，请确认您已完成以下准备工作。

已开通PAI（DSW、EAS）后付费，并创建默认工作空间，详情请参见开通并创建默认工作空间。
已创建OSS存储空间（Bucket），用于存储原始图像和训练获得的模型文件。关于如何创建存储空间，详情请参见控制台创建存储空间。
已创建DSW实例，建议镜像选择modelscope:tf1.15torch1.11-gpu-py37-cu113-ubuntu20.04，GPU机型为P100或V100，内存大于32 GB，详情请参见创建及管理DSW实例。

准备数据

您可以使用DSW Gallery中PAI提供的示例iTAG数据，也可以使用iTAG标注的自定义数据集。如果数据未标注，可基于智能标注（iTAG）对原始数据进行标注。iTAG标注流程如下，更详细的操作流程，详情请参见iTAG使用文档。

将待标注的图像数据上传到OSS，具体操作，请参见控制台上传文件。
创建数据集。

在PAI的数据集管理模块，通过扫描文件夹创建数据集的方式，将上传到OSS的图像文件创建为数据集，具体操作，请参见创建及管理数据集。
创建打标任务并完成打标任务处理。
1. 通过智能标注（iTAG）管理员控制台，创建标注任务，详情请参见创建标注任务。
2. 通过智能标注（iTAG）标注员控制台，进行数据标注，详情请参见标注图像（打标，质检及验收）。标注示例如下。
标注完成后，导出.manifest的标注结果文件，详情请参见导出标注结果数据。
将标注结果文件、标签文件、原始图像文件按照以下目录结构，上传到DSW的Notebook，详情请参见上传下载数据文件。
```
itag_det_example
|--imgs
|--class_list.txt
|--pet_det.manifest
```
其中：
- imgs：该目录存放原始图像文件。
- class_list.txt：标签文件，按行填写数据标签，例如：
```
类别一
类别二
```
- pet_det.manifest：在上述步骤中获取的标注结果文件。

基于DSW构建质检模型

进入DSW Gallery页面，详情请参见进入DSW Gallery。
在DSW Gallery页面，构建以下两种质检模型。
- 目标检测模型
  
  在名称或描述文本框中输入YOLOX，然后按回车键。在右侧的基于YOLOX模型和iTAG标注数据的图像检测示例区域，单击在阿里云DSW打开，并按照控制台操作指引构建yolox目标检测模型。如果您使用的是iTAG标注的自定义数据集，请将以下数据集目录替换为准备数据中的自定义数据集目录。
- 语义分割模型
  
  在名称或描述文本框中输入STDC，然后按回车键。在右侧的基于EasyCV的STDC图像语义分割示例区域，单击在阿里云DSW打开，并按照控制台操作指引构建图像语义分割模型。
  
  说明
  
  目前只能使用DSW Gallery中PAI提供的示例数据，不能使用自定义数据集。
将训练后得到的_export.pt为后缀的模型，上传到OSS，详情请参见控制台上传文件。

部署及调用模型服务

部署模型服务的具体操作步骤如下。

进入PAI-EAS 模型在线服务页面。
1. 登录PAI控制台。
2. 在左侧导航栏单击工作空间列表，在工作空间列表页面中单击待操作的工作空间名称，进入对应工作空间内。
3. 在工作空间页面的左侧导航栏选择模型部署 > 模型在线服务（EAS），进入PAI-EAS 模型在线服务页面。
部署模型服务。
1. 在推理服务页签，单击部署服务。
2. 在部署服务页面，配置参数，并单击部署。
  
  将以下JSON文件内容粘贴到对应配置编辑下的文本框中。
```
{
    "name": "easycv_yolox_example",
    "processor": "easycv",
    "model_path": "oss://examplebucket/epoch_10_export.pt",
    "model_config": {"type":"YoloXPredictor"},
    "metadata": {
        "instance": 1
    },
    "cloud": {
        "computing": {
            "instance_type": "ecs.gn5i-c4g1.xlarge"
        }
    }
} 
```
  其中：
  - name：需要替换为您自己的服务名称，您可以直接在控制台模型服务信息区域修改该参数。
  - processor：配置为easycv。EAS提供的EasyCV Processor可以加载EasyCV框架训练得到的深度学习模型，更多EasyCV processor使用说明，详情请参见预置Processor使用说明。
  - model_config：您可以在控制台模型服务信息区域修改模型类别。
    - 当部署yolox目标检测模型时，该参数配置为yolox目标检测。
    - 当部署图像语义分割模型时，该参数配置为语义分割。
查看模型服务的公网地址和访问Token。
1. 在PAI-EAS 模型在线服务页面，单击目标服务服务方式列下的调用信息。
2. 在调用信息对话框的公网地址调用页签，查看公网调用的访问地址和Token。

使用脚本进行批量调用。

创建调用模型服务的Python脚本eas_predict.py。

import requests
import base64
import json
resp = requests.get('http://exmaplebucket.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/images/000000123213.jpg')
ENCODING = 'utf-8'
datas = json.dumps( {
            "image": base64.b64encode(resp.content).decode(ENCODING)
            })
head = {
   "Authorization": "NTFmNDJlM2E4OTRjMzc3OWY0NzI3MTg5MzZmNGQ5Yj***"
}
for x in range(0,10):
    resp = requests.post("http://150231884461***.cn-hangzhou.pai-eas.aliyuncs.com/api/predict/test_easycv_yolox_example", data=datas, headers=head)
    print(resp.text)

其中：image：需要将图像数据编码成Base64格式。

将eas_predict.py的Python脚本上传至您的任意环境，并在脚本上传后的当前目录执行如下调用命令。
```
python 
```
其中需要替换为实际的Python脚本名称。

监控服务指标。调用模型服务后，您可以查看模型调用的相关指标水位，包括QPS、RT、CPU、GPU及Memory。
1. 在PAI-EAS 模型在线服务页面，单击已调用服务服务监控列下的图标。
2. 在服务监控页签，即可查看模型调用的指标水位。

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