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https://github.com/zq2599/blog_demos

内容：所有原创文章分类汇总及配套源码，涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；

本篇概览

• 在《三分钟：极速体验JAVA版目标检测(YOLO4)》一文中，咱们体验了YOLO4强大的物体识别能力，如下图，原图中的狗子、人、马都被识别并标注出来了：

• 如果您之前对深度学习和YOLO、darknet等有过了解，相信您会产生疑问：Java能实现这些？

• 没错，今天咱们就从零开始，开发一个SpringBoot应用实现上述功能，该应用名为<font color="blue">yolo-demo</font>

• 让SpringBoot应用识别图片中的物体，其关键在如何使用已经训练好的神经网络模型，好在OpenCV集成的DNN模块可以加载和使用YOLO4模型，我们只要找到使用OpenCV的办法即可

• 我这里的方法是使用JavaCV库，因为JavaCV本身封装了OpenCV，最终可以使用YOLO4模型进行推理，依赖情况如下图所示：

关键技术

• 本篇涉及到JavaCV、OpenCV、YOLO4等，从上图可以看出JavaCV已将这些做了封装，包括最终推理时所用的模型也是YOLO4官方提前训练好的，咱们只要知道如何使用JavaCV的API即可

• YOVO4的paper在此：https://arxiv.org/pdf/2004.10934v1.pdf

版本信息

• 这里给出我的开发环境供您参考：

1. 操作系统：Ubuntu 16（MacBook Pro也可以，版本是11.2.3，macOS Big Sur）
2. docker：20.10.2 Community
3. java：1.8.0_211
4. springboot：2.4.8
5. javacv：1.5.6
6. opencv：4.5.3

实战步骤

• 在正式动手前，先把本次实战的步骤梳理清楚，后面按部就班执行即可；

• 为了减少环境和软件差异的影响，让程序的运行调试更简单，这里会把SpringBoot应用制作成docker镜像，然后在docker环境运行，所以，整个实战简单来说分为三步 ：制做基础镜像、开发SpringBoot应用、把应用做成镜像，如下图：

• 上述流程中的第一步<font color="blue">制做基础镜像</font>，已经在《制作JavaCV应用依赖的基础Docker镜像(CentOS7+JDK8+OpenCV4)》一文中详细介绍，咱们直接使用镜像<font color="red">bolingcavalry/opencv4.5.3:0.0.1</font>即可，接下来的内容将会聚焦SpringBoot应用的开发；

• 这个SpringBoot应用的功能很单一，如下图所示：

• 整个开发过程涉及到这些步骤：提交照片的网页、神经网络初始化、文件处理、图片检测、处理检测结果、在图片上标准识别结果、前端展示图片等，完整步骤已经整理如下图：

• 内容很丰富，收获也不会少，更何况前文已确保可以成功运行，那么，别犹豫啦，咱们开始吧！

源码下载

• 本篇实战中的完整源码可在GitHub下载到，地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)：

名称	链接	备注
项目主页	https://github.com/zq2599/blog_demos	该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https)	https://github.com/zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，https协议
git仓库地址(ssh)	git@github.com:zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，ssh协议

• 这个git项目中有多个文件夹，本篇的源码在<font color="blue">javacv-tutorials</font>文件夹下，如下图红框所示：

• <font color="blue">javacv-tutorials</font>里面有多个子工程，今天的代码在<font color="red">yolo-demo</font>工程下：

新建SpringBoot应用

• 新建名为<font color="blue">yolo-demo</font>的maven工程，首先这是个标准的SpringBoot工程，其次添加了javacv的依赖库，pom.xml内容如下，重点是javacv、opencv等库的依赖和准确的版本匹配：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <artifactId>yolo-demo</artifactId>
    <packaging>jar</packaging>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <maven-compiler-plugin.version>3.6.1</maven-compiler-plugin.version>
        <springboot.version>2.4.8</springboot.version>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <maven.compiler.encoding>UTF-8</maven.compiler.encoding>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>${springboot.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <dependencies>
        <!--FreeMarker模板视图依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-freemarker</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.bytedeco</groupId>
            <artifactId>javacv-platform</artifactId>
            <version>1.5.6</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.bytedeco</groupId>
            <artifactId>opencv-platform-gpu</artifactId>
            <version>4.5.3-1.5.6</version>
        </dependency>

    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <!-- 如果父工程不是springboot，就要用以下方式使用插件，才能生成正常的jar -->
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <mainClass>com.bolingcavalry.yolodemo.YoloDemoApplication</mainClass>
                </configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>repackage</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

• 接下来的重点是配置文件<font color="blue">application.properties</font>，如下可见，除了常见的spring配置，还有几个文件路径配置，实际运行时，这些路径都要存放对应的文件给程序使用，这些文件如何获取稍后会讲到：

### FreeMarker 配置
spring.freemarker.allow-request-override=false
#Enable template caching.启用模板缓存。
spring.freemarker.cache=false
spring.freemarker.check-template-location=true
spring.freemarker.charset=UTF-8
spring.freemarker.content-type=text/html
spring.freemarker.expose-request-attributes=false
spring.freemarker.expose-session-attributes=false
spring.freemarker.expose-spring-macro-helpers=false
#设置面板后缀
spring.freemarker.suffix=.ftl

# 设置单个文件最大内存
spring.servlet.multipart.max-file-size=100MB
# 设置所有文件最大内存
spring.servlet.multipart.max-request-size=1000MB
# 自定义文件上传路径
web.upload-path=/app/images
# 模型路径
# yolo的配置文件所在位置
opencv.yolo-cfg-path=/app/model/yolov4.cfg
# yolo的模型文件所在位置
opencv.yolo-weights-path=/app/model/yolov4.weights
# yolo的分类文件所在位置
opencv.yolo-coconames-path=/app/model/coco.names
# yolo模型推理时的图片宽度
opencv.yolo-width=608
# yolo模型推理时的图片高度
opencv.yolo-height=608

• 启动类<font color="blue">YoloDemoApplication.java</font>：

package com.bolingcavalry.yolodemo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class YoloDemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(YoloDemoApplication.class, args);
    }
}

• 工程已建好，接下来开始编码，先从前端页面开始

前端页面

• 只要涉及到前端，欣宸一般都会发个自保声明：请大家原谅欣宸不入流的前端水平，页面做得我自己都不忍直视，但为了功能的完整，请您忍忍，也不是不能用，咱们总要有个地方提交照片并且展示识别结果不是？

• 新增名为<font color="blue">index.ftl</font>的前端模板文件，位置如下图红框：

• <font color="blue">index.ftl</font>的内容如下，可见很简单，有选择和提交文件的表单，也有展示结果的脚本，还能展示后台返回的提示信息，嗯嗯，这就够用了：

<!DOCTYPE html>
<head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>图片上传Demo</title>
</head>
<body>
<h1 >图片上传Demo</h1>
<form action="fileUpload" method="post" enctype="multipart/form-data">
    <p>选择检测文件: <input type="file" name="fileName"/></p>
    <p><input type="submit" value="提交"/></p>
</form>
<#--判断是否上传文件-->
<#if msg??>
    <span>${msg}</span><br><br>
<#else >
    <span>${msg!("文件未上传")}</span><br>
</#if>
<#--显示图片，一定要在img中的src发请求给controller，否则直接跳转是乱码-->
<#if fileName??>
<#--<img src="/show?fileName=${fileName}" style="width: 100px"/>-->
<img src="/show?fileName=${fileName}"/>
<#else>
<#--<img src="/show" style="width: 200px"/>-->
</#if>
</body>
</html>

• 页面的效果，就像下面这样：

后端逻辑：初始化

• 为了保持简单，所有后端逻辑放在一个java文件中：YoloServiceController.java，按照前面梳理的流程，咱们先看初始化部分

• 首先是成员变量和依赖

private final ResourceLoader resourceLoader;

    @Autowired
    public YoloServiceController(ResourceLoader resourceLoader) {
        this.resourceLoader = resourceLoader;
    }

    @Value("${web.upload-path}")
    private String uploadPath;

    @Value("${opencv.yolo-cfg-path}")
    private String cfgPath;

    @Value("${opencv.yolo-weights-path}")
    private String weightsPath;

    @Value("${opencv.yolo-coconames-path}")
    private String namesPath;

    @Value("${opencv.yolo-width}")
    private int width;

    @Value("${opencv.yolo-height}")
    private int height;

    /**
     * 置信度门限（超过这个值才认为是可信的推理结果）
     */
    private float confidenceThreshold = 0.5f;

    private float nmsThreshold = 0.4f;

    // 神经网络
    private Net net;

    // 输出层
    private StringVector outNames;

    // 分类名称
    private List<String> names;

• 接下来是初始化方法init，可见会从之前配置的几个文件路径中加载神经网络所需的配置、训练模型等文件，关键方法是readNetFromDarknet的调用，还有就是检查是否有支持CUDA的设备，如果有就在神经网络中做好设置：

	@PostConstruct
    private void init() throws Exception {
        // 初始化打印一下，确保编码正常，否则日志输出会是乱码
        log.error("file.encoding is " + System.getProperty("file.encoding"));

        // 神经网络初始化
        net = readNetFromDarknet(cfgPath, weightsPath);

        // 检查网络是否为空
        if (net.empty()) {
            log.error("神经网络初始化失败");
            throw new Exception("神经网络初始化失败");
        }

        // 输出层
        outNames = net.getUnconnectedOutLayersNames();

        // 检查GPU
        if (getCudaEnabledDeviceCount() > 0) {
            net.setPreferableBackend(opencv_dnn.DNN_BACKEND_CUDA);
            net.setPreferableTarget(opencv_dnn.DNN_TARGET_CUDA);
        }

        // 分类名称
        try {
            names = Files.readAllLines(Paths.get(namesPath));
        } catch (IOException e) {
            log.error("获取分类名称失败，文件路径[{}]", namesPath, e);
        }
    }

处理上传文件

• 前端将二进制格式的图片文件提交上来后如何处理？这里整理了一个简单的文件处理方法upload，会将文件保存在服务器的指定位置，后面会调用：

/**
     * 上传文件到指定目录
     * @param file 文件
     * @param path 文件存放路径
     * @param fileName 源文件名
     * @return
     */
    private static boolean upload(MultipartFile file, String path, String fileName){
        //使用原文件名
        String realPath = path + "/" + fileName;

        File dest = new File(realPath);

        //判断文件父目录是否存在
        if(!dest.getParentFile().exists()){
            dest.getParentFile().mkdir();
        }

        try {
            //保存文件
            file.transferTo(dest);
            return true;
        } catch (IllegalStateException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            return false;
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

物体检测

• 准备工作都完成了，来写最核心的物体检测代码，这些代码放在yolo-demo应用处理web请求的方法中，如下所示，可见这里只是个大纲，将推理、结果处理、图片标注等功能串起来形成完整流程，但是不涉及每个具体功能的细节：

@RequestMapping("fileUpload")
    public String upload(@RequestParam("fileName") MultipartFile file, Map<String, Object> map){
        log.info("文件 [{}], 大小 [{}]", file.getOriginalFilename(), file.getSize());

        // 文件名称
        String originalFileName = file.getOriginalFilename();

        if (!upload(file, uploadPath, originalFileName)){
            map.put("msg", "上传失败！");
            return "forward:/index";
        }

        // 读取文件到Mat
        Mat src = imread(uploadPath + "/" + originalFileName);

        // 执行推理
        MatVector outs = doPredict(src);

        // 处理原始的推理结果，
        // 对检测到的每个目标，找出置信度最高的类别作为改目标的类别，
        // 还要找出每个目标的位置，这些信息都保存在ObjectDetectionResult对象中
        List<ObjectDetectionResult> results = postprocess(src, outs);

        // 释放资源
        outs.releaseReference();

        // 检测到的目标总数
        int detectNum = results.size();

        log.info("一共检测到{}个目标", detectNum);

        // 没检测到
        if (detectNum<1) {
            // 显示图片
            map.put("msg", "未检测到目标");
            // 文件名
            map.put("fileName", originalFileName);

            return "forward:/index";
        } else {
            // 检测结果页面的提示信息
            map.put("msg", "检测到" + results.size() + "个目标");
        }

        // 计算出总耗时，并输出在图片的左上角
        printTimeUsed(src);

        // 将每一个被识别的对象在图片框出来，并在框的左上角标注该对象的类别
        markEveryDetectObject(src, results);

        // 将添加了标注的图片保持在磁盘上，并将图片信息写入map（给跳转页面使用）
        saveMarkedImage(map, src);

        return "forward:/index";
    }

• 这里已经可以把整个流程弄明白了，接下来展开每个细节

用神经网络检测物体

• 由上面的代码可见，图片被转为Mat对象后（OpenCV中的重要数据结构，可以理解为矩阵，里面存放着图片每个像素的信息），被送入<font color="blue">doPredict</font>方法，该方法执行完毕后就得到了物体识别的结果

• 细看doPredict方法，可见核心是用blobFromImage方法得到四维blob对象，再将这个对象送给神经网络去检测(net.setInput、net.forward)

/**
     * 用神经网络执行推理
     * @param src
     * @return
     */
    private MatVector doPredict(Mat src) {
        // 将图片转为四维blog，并且对尺寸做调整
        Mat inputBlob = blobFromImage(src,
                1 / 255.0,
                new Size(width, height),
                new Scalar(0.0),
                true,
                false,
                CV_32F);

        // 神经网络输入
        net.setInput(inputBlob);

        // 设置输出结果保存的容器
        MatVector outs = new MatVector(outNames.size());

        // 推理，结果保存在outs中
        net.forward(outs, outNames);

        // 释放资源
        inputBlob.release();

        return outs;
    }

• 要注意的是，blobFromImage、net.setInput、net.forward这些都是native方法，是OpenCV的dnn模块提供的

• doPredict方法返回的是MatVector对象，这里面就是检测结果

处理原始检测结果

• 检测结果MatVector对象是个集合，里面有多个Mat对象，每个Mat对象是一个表格，里面有丰富的数据，具体的内容如下图：

• 看过上图后，相信您对如何处理原始的检测结果已经胸有成竹了，只要从MatVector中逐个取出Mat，把每个Mat当做表格，将表格每一行中概率最大的列找到，此列就是该物体的类别了（至于每一列到底是啥东西，为啥上面表格中第五列是人，第六列是自行车，最后一列是牙刷？这个稍后会讲到）：

    /**
     * 推理完成后的操作
     * @param frame
     * @param outs
     * @return
     */
    private List<ObjectDetectionResult> postprocess(Mat frame, MatVector outs) {
        final IntVector classIds = new IntVector();
        final FloatVector confidences = new FloatVector();
        final RectVector boxes = new RectVector();

        // 处理神经网络的输出结果
        for (int i = 0; i < outs.size(); ++i) {
            // extract the bounding boxes that have a high enough score
            // and assign their highest confidence class prediction.

            // 每个检测到的物体，都有对应的每种类型的置信度，取最高的那种
            // 例如检车到猫的置信度百分之九十，狗的置信度百分之八十，那就认为是猫
            Mat result = outs.get(i);
            FloatIndexer data = result.createIndexer();

            // 将检测结果看做一个表格，
            // 每一行表示一个物体，
            // 前面四列表示这个物体的坐标，后面的每一列，表示这个物体在某个类别上的置信度，
            // 每行都是从第五列开始遍历，找到最大值以及对应的列号，
            for (int j = 0; j < result.rows(); j++) {
                // minMaxLoc implemented in java because it is 1D
                int maxIndex = -1;
                float maxScore = Float.MIN_VALUE;
                for (int k = 5; k < result.cols(); k++) {
                    float score = data.get(j, k);
                    if (score > maxScore) {
                        maxScore = score;
                        maxIndex = k - 5;
                    }
                }

                // 如果最大值大于之前设定的置信度门限，就表示可以确定是这类物体了，
                // 然后就把这个物体相关的识别信息保存下来，要保存的信息有：类别、置信度、坐标
                if (maxScore > confidenceThreshold) {
                    int centerX = (int) (data.get(j, 0) * frame.cols());
                    int centerY = (int) (data.get(j, 1) * frame.rows());
                    int width = (int) (data.get(j, 2) * frame.cols());
                    int height = (int) (data.get(j, 3) * frame.rows());
                    int left = centerX - width / 2;
                    int top = centerY - height / 2;

                    // 保存类别
                    classIds.push_back(maxIndex);
                    // 保存置信度
                    confidences.push_back(maxScore);
                    // 保存坐标
                    boxes.push_back(new Rect(left, top, width, height));
                }
            }

            // 资源释放
            data.release();
            result.release();
        }

        // remove overlapping bounding boxes with NMS
        IntPointer indices = new IntPointer(confidences.size());
        FloatPointer confidencesPointer = new FloatPointer(confidences.size());
        confidencesPointer.put(confidences.get());

        // 非极大值抑制
        NMSBoxes(boxes, confidencesPointer, confidenceThreshold, nmsThreshold, indices, 1.f, 0);

        // 将检测结果放入BO对象中，便于业务处理
        List<ObjectDetectionResult> detections = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < indices.limit(); ++i) {
            final int idx = indices.get(i);
            final Rect box = boxes.get(idx);

            final int clsId = classIds.get(idx);

            detections.add(new ObjectDetectionResult(
               clsId,
               names.get(clsId),
               confidences.get(idx),
               box.x(),
               box.y(),
               box.width(),
               box.height()
            ));

            // 释放资源
            box.releaseReference();
        }

        // 释放资源
        indices.releaseReference();
        confidencesPointer.releaseReference();
        classIds.releaseReference();
        confidences.releaseReference();
        boxes.releaseReference();

        return detections;
    }

• 可见代码很简单，就是把每个Mat当做表格来处理，有两处特别的地方要处理：

1. confidenceThreshold变量，置信度门限，这里是0.5，如果某一行的最大概率连0.5都达不到，那就相当于已知所有类别的可能性都不大，那就不算识别出来了，所以不会存入detections集合中（不会在结果图片中标注）
2. NMSBoxes：分类器进化为检测器时，在原始图像上从多个尺度产生窗口，这就导致下图左侧的效果，同一个人检测了多张人脸，此时用NMSBoxes来保留最优的一个结果

• 现在解释一下Mat对象对应的表格中，每一列到底是什么类别：这个表格是YOLO4的检测结果，所以每一列是什么类别应该由YOLO4来解释，官方提供了名为<font color="blue">coco.names</font>的文件，该文件的内容如下图，一共80行，每一行是表示一个类别：

• 此刻聪明的您肯定已经明白Mat表格中的每一列代表什么类别了：Mat表格中的每一列对应<font color="blue">coco.names</font>的每一行，如下图：

• postprocess方法执行完毕后，一张照片的识别结果就被放入名为detections的集合中，该集合内的每个元素代表一个识别出的物体，来看看这个元素的数据结构，如下所示，这些数据够我们在照片上标注识别结果了：

@Data
@AllArgsConstructor
public class ObjectDetectionResult {
    // 类别索引
    int classId;
    // 类别名称
    String className;
    // 置信度
    float confidence;
    // 物体在照片中的横坐标
    int x;
    // 物体在照片中的纵坐标
    int y;
    // 物体宽度
    int width;
    // 物体高度
    int height;
}

把检测结果画在图片上

• 手里有了检测结果，接下来要做的就是将这些结果画在原图上，这样就有了物体识别的效果，画图分两部分，首先是左上角的总耗时，其次是每个物体识别结果

• 先在图片的上角画出本次检测的总耗时，效果如下图所示：

• 负责画出总耗时的是printTimeUsed方法，如下，可见总耗时是用多层网络的总次数除以频率得到的，注意，这不是网页上的接口总耗时，而是神经网络识别物体的总耗时，例外画图的putText是个本地方法，这也是OpenCV的常用方法之一：

    /**
     * 计算出总耗时，并输出在图片的左上角
     * @param src
     */
    private void printTimeUsed(Mat src) {
        // 总次数
        long totalNums = net.getPerfProfile(new DoublePointer());
        // 频率
        double freq = getTickFrequency()/1000;
        // 总次数除以频率就是总耗时
        double t =  totalNums / freq;

        // 将本次检测的总耗时打印在展示图像的左上角
        putText(src,
                String.format("Inference time : %.2f ms", t),
                new Point(10, 20),
                FONT_HERSHEY_SIMPLEX,
                0.6,
                new Scalar(255, 0, 0, 0),
                1,
                LINE_AA,
                false);
    }

• 接下来是画出每个物体识别的结果，有了ObjectDetectionResult对象集合，画图就非常简单了：调用画矩形和文本的本地方法即可：

   /**
     * 将每一个被识别的对象在图片框出来，并在框的左上角标注该对象的类别
     * @param src
     * @param results
     */
    private void markEveryDetectObject(Mat src, List<ObjectDetectionResult> results) {
        // 在图片上标出每个目标以及类别和置信度
        for(ObjectDetectionResult result : results) {
            log.info("类别[{}]，置信度[{}%]", result.getClassName(), result.getConfidence() * 100f);

            // annotate on image
            rectangle(src,
                    new Point(result.getX(), result.getY()),
                    new Point(result.getX() + result.getWidth(), result.getY() + result.getHeight()),
                    Scalar.MAGENTA,
                    1,
                    LINE_8,
                    0);

            // 写在目标左上角的内容：类别+置信度
            String label = result.getClassName() + ":" + String.format("%.2f%%", result.getConfidence() * 100f);

            // 计算显示这些内容所需的高度
            IntPointer baseLine = new IntPointer();

            Size labelSize = getTextSize(label, FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, 1, baseLine);
            int top = Math.max(result.getY(), labelSize.height());

            // 添加内容到图片上
            putText(src, label, new Point(result.getX(), top-4), FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, new Scalar(0, 255, 0, 0), 1, LINE_4, false);
        }
    }

展示结果

• 核心工作已经完成，接下来就是保存图片再跳转到展示网页：

• 至此SpringBoot工程编码完成，接下来要做的就是将整个工程做成docker镜像

将SpringBoot工程做成docker镜像

• 前面《制作JavaCV应用依赖的基础Docker镜像(CentOS7+JDK8+OpenCV4)》做好了基础镜像，帮我们准备好了JDK和OpenCV库，使得接下来的操作格外简单，咱们一步一步来

• 先编写Dockerfile文件，Dockerfile文件请放在<font color="blue">和pom.xml同一目录</font>，内容如下：

# 基础镜像集成了openjdk8和opencv4.5.3
FROM bolingcavalry/opencv4.5.3:0.0.1

# 创建目录
RUN mkdir -p /app/images && mkdir -p /app/model

# 指定镜像的内容的来源位置
ARG DEPENDENCY=target/dependency

# 复制内容到镜像
COPY ${DEPENDENCY}/BOOT-INF/lib /app/lib
COPY ${DEPENDENCY}/META-INF /app/META-INF
COPY ${DEPENDENCY}/BOOT-INF/classes /app

ENV LANG C.UTF-8
ENV LANGUAGE zh_CN.UTF-8
ENV LC_ALL C.UTF-8
ENV TZ Asia/Shanghai

# 指定启动命令(注意要执行编码，否则日志是乱码)
ENTRYPOINT ["java","-Dfile.encoding=utf-8","-cp","app:app/lib/*","com.bolingcavalry.yolodemo.YoloDemoApplication"]

• 控制台进入pom.xml所在目录，执行命令<font color="blue">mvn clean package -U</font>，这是个普通的maven命令，会编译源码，在target目录下生成文件<font color="red">yolo-demo-1.0-SNAPSHOT.jar</font>

• 执行以下命令，可以从jar文件中提取出制作docker镜像所需的内容：

mkdir -p target/dependency && (cd target/dependency; jar -xf ../*.jar)

• 执行以下命令即可构建镜像：

docker build -t bolingcavalry/yolodemo:0.0.1 .

• 构建成功：

will@willMini yolo-demo % docker images        
REPOSITORY                  TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
bolingcavalry/yolodemo      0.0.1     d0ef6e734b53   About a minute ago   2.99GB
bolingcavalry/opencv4.5.3   0.0.1     d1518ffa4699   6 days ago           2.01GB

• 此刻，具备完整物体识别能力的SpringBoot应用已经开发完成了，还记得application.properties中的那几个文件路径配置么？咱们要去下载这几个文件，有两种下载方式，您二选一即可

• 第一种是从官方下载，从下面这三个地址分别下下载：

1. YOLOv4配置文件: https://raw.githubusercontent.com/AlexeyAB/darknet/master/cfg/yolov4.cfg
2. YOLOv4权重: https://github.com/AlexeyAB/darknet/releases/download/darknet_yolo_v3_optimal/yolov4.weights
3. 分类名称: https://raw.githubusercontent.com/AlexeyAB/darknet/master/data/coco.names

• 第二种是从csdn下载（无需积分），上述三个文件我已打包放在此：https://download.csdn.net/download/boling_cavalry/33229838

• 上述两种方式无论哪种，最终都会得到三个文件：yolov4.cfg、yolov4.weights、coco.names，请将它们放在同一目录下，我是放在这里：/home/will/temp/202110/19/model

• 新建一个目录用来存放照片，我这里新建的目录是：<font color="blue">/home/will/temp/202110/19/images</font>，注意要确保该目录可以读写 最终目录结构如下所示：

/home/will/temp/202110/19/
├── images
└── model
    ├── coco.names
    ├── yolov4.cfg
    └── yolov4.weights

• 万事俱备，执行以下命令即可运行服务：

sudo docker run \
--rm \
--name yolodemo \
-p 8080:8080 \
-v /home/will/temp/202110/19/images:/app/images \
-v /home/will/temp/202110/19/model:/app/model \
bolingcavalry/yolodemo:0.0.1

• 服务运行起来后，操作过程和效果与《三分钟：极速体验JAVA版目标检测(YOLO4)》一文完全相同，就不多赘述了

• 至此，整个物体识别的开发实战就完成了，Java在工程化方面的便利性，再结合深度学习领域的优秀模型，为咱们解决视觉图像问题增加了一个备选方案，如果您是一位对视觉和图像感兴趣的Java程序员，希望本文能给您一些参考

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