PyTorch学习(6):导出ONNX模型

1. 简述

        在使用PyTorch进行模型训练时,我们通常希望将训练好的模型导出为ONNX(Open Neural Network Exchange)格式的文件。

        ONNX(Open Neural Network Exchange)是一个开放格式,用于表示深度学习模型。它允许模型被不同的深度学习框架所使用,实现了模型的互操作性和可移植性。ONNX由Facebook和微软在2016年共同推出,旨在解决深度学习模型在不同框架和工具之间的兼容性问题。

2. 工作原理及用途

        ONNX定义了一种模型表示方法,包括一系列的操作(operators)和数据结构。模型被表示为一个计算图,图中的节点是操作,边是数据流。ONNX模型包含两部分:

模型定义:描述了模型的结构,包括层、节点和连接方式。

模型权重:包含了模型训练过程中学习到的参数,如卷积核、偏置项等。

ONNX使用JSON格式来描述模型,这使得模型易于理解和修改。同时,ONNX还提供了一系列的工具,如ONNX Checker、ONNX Runtime等,用于模型的验证和推理。

ONNX有哪些用途呢?

模型共享ONNX格式使得模型可以在不同的深度学习社区和项目之间共享,从而促进了知识的传播和协作。

模型转换:ONNX提供了一个中间格式,可以将一个框架训练的模型转换为ONNX格式,然后在其他支持ONNX的框架中使用。

跨平台部署:ONNX支持多种硬件和软件平台,使得模型可以轻松地部署到不同的设备和操作系统上,包括服务器、移动设备和嵌入式系统。

模型优化:ONNX模型可以被优化和精简,以适应特定的部署环境和性能要求。

生态系统支持:ONNX生态系统提供了一系列的工具和库,支持模型的验证、推理、可视化和转换。

多样化的应用场景:ONNX模型可以应用于各种领域,如计算机视觉、自然语言处理、语音识别等。

3. PyTorch导出ONNX模型文件

        在导出模型文件之前,需要确认的是,导出的是经过训练的模型(未经训练导出的模型没有什么意义),而且需要导出的是计算图和权重参数模型,不能导出state_dict。

准备数据

# 创建一个示例输入张量dummy_input = torch.randn(1, 3, 224, 224)  # 假设输入图像的大小为224x224,3个通道

        当前准备的数据是一个模拟数据,并不是要真实使用的数据,因此可以采用随机生成的形式获得。

导出ONNX模型

# 导出模型torch.onnx.export(model,               # 要导出的模型dummy_input,         # 模型的输入数据"model.onnx",         # 要保存的文件名export_params=True,   # 是否导出模型参数opset_version=11,     # ONNX版本do_constant_folding=True,  # 是否执行常量折叠优化input_names=['input'],   # 输入数据的名字output_names=['output'], # 输出数据的名字dynamic_axes={'input': {0: 'batch_size'},  # 输入数据的动态轴'output': {0: 'batch_size'}})

        在使用 torch.onnx.export 函数导出 PyTorch 模型为 ONNX 格式时,input_names 参数用于为模型的输入张量指定名称。这些名称在 ONNX 模型中用于标识输入数据的节点,并且在使用 ONNX 模型进行推理时,这些名称会被用作输入数据的键。

        input_names 应该是一个列表,列表中的每个元素都是一个字符串,对应于模型输入张量的名称。

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