本文是基于TensorRT 5.0.2基础上,关于其内部的network_api_pytorch_mnist例子的分析和介绍。

本例子直接基于pytorch进行训练,然后直接导出权重值为字典,此时并未dump该权重;接着基于tensorrt的network进行手动设计网络结构并填充权重。本文核心在于介绍network api的使用

1 引言

假设当前路径为:

TensorRT-5.0.2.6/samples

其对应当前例子文件目录树为:

# tree python

python
├── common.py
├── network_api_pytorch_mnist
│   ├── model.py
│   ├── README.md
│   ├── requirements.txt
│   └── sample.py

2 基于pytorch

其中只有2个文件:

  • model:该文件包含用于训练Pytorch MNIST 模型的函数
  • sample:该文件使用Pytorch生成的mnist模型去创建一个TensorRT inference engine

首先介绍下model.py

首先下载对应的mnist数据,并放到对应缓存路径下:

'''
i) 去http://yann.lecun.com/exdb/mnist/index.html 下载四个
ii) 放到/tmp/mnist/data/MNIST/raw/
''' /tmp/mnist/data/MNIST/raw
├── t10k-images-idx3-ubyte.gz
├── t10k-labels-idx1-ubyte.gz
├── train-images-idx3-ubyte.gz
└── train-labels-idx1-ubyte.gz

这样加快model.py读取mnist数据的速度

# 该文件包含用于训练Pytorch MNIST模型的函数
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.optim as optim
from torchvision import datasets, transforms
from torch.autograd import Variable import numpy as np
import os from random import randint # Network结构,2层卷积+dropout+一层全连接+一层softmax
class Net(nn.Module):
def __init__(self):
super(Net, self).__init__()
self.conv1 = nn.Conv2d(1, 20, kernel_size=5)
self.conv2 = nn.Conv2d(20, 50, kernel_size=5)
self.conv2_drop = nn.Dropout2d()
self.fc1 = nn.Linear(800, 500)
self.fc2 = nn.Linear(500, 10) def forward(self, x):
x = F.max_pool2d(self.conv1(x), kernel_size=2, stride=2)
x = F.max_pool2d(self.conv2(x), kernel_size=2, stride=2)
x = x.view(-1, 800)
x = F.relu(self.fc1(x))
x = self.fc2(x)
return F.log_softmax(x, dim=1) class MnistModel(object):
''' 初始化'''
def __init__(self):
self.batch_size = 64
self.test_batch_size = 100
self.learning_rate = 0.01
self.sgd_momentum = 0.9
self.log_interval = 100 # Fetch MNIST data set.
# 训练时候的数据读取
self.train_loader = torch.utils.data.DataLoader(
datasets.MNIST('/tmp/mnist/data', train=True, download=True, transform=transforms.Compose([
transforms.ToTensor(),
transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,))
])),
batch_size=self.batch_size,
shuffle=True) # 测试时候的数据读取
self.test_loader = torch.utils.data.DataLoader(
datasets.MNIST('/tmp/mnist/data', train=False, transform=transforms.Compose([
transforms.ToTensor(),
transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,))
])),
batch_size=self.test_batch_size,
shuffle=True) # 网络结构实例化
self.network = Net() ''' 训练该网络,然后每个epoch之后进行验证.'''
def learn(self, num_epochs=5): # 每个epoch的训练过程
def train(epoch): self.network.train() # 开启训练flag
optimizer = optim.SGD(self.network.parameters(), lr=self.learning_rate, momentum=self.sgd_momentum) for batch, (data, target) in enumerate(self.train_loader):
data, target = Variable(data), Variable(target)
optimizer.zero_grad()
output = self.network(data) # 一次前向
loss = F.nll_loss(output, target) # 计算loss
loss.backward() # 反向计算梯度
optimizer.step() if batch % self.log_interval == 0:
print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format(
epoch,
batch * len(data),
len(self.train_loader.dataset),
100. * batch / len(self.train_loader),
loss.data.item())) # 测试该网络
def test(epoch): self.network.eval() # 开启验证flag
test_loss = 0
correct = 0 for data, target in self.test_loader:
with torch.no_grad():
data, target = Variable(data), Variable(target)
output = self.network(data) # 前向
test_loss += F.nll_loss(output, target).data.item() # 累加loss值
pred = output.data.max(1)[1] # 计算当次预测值
correct += pred.eq(target.data).cpu().sum() # 累加预测正确的 test_loss /= len(self.test_loader)
print('\nTest set: Average loss: {:.4f}, Accuracy: {}/{} ({:.0f}%)\n'.format(
test_loss,
correct,
len(self.test_loader.dataset),
100. * correct / len(self.test_loader.dataset))) # 调用上面定义好的训练函数和测试函数
for e in range(num_epochs):
train(e + 1)
test(e + 1) ''' 可视化权重'''
def get_weights(self):
return self.network.state_dict() ''' 随机获取 测试样本队列中 样本 '''
def get_random_testcase(self):
data, target = next(iter(self.test_loader))
case_num = randint(0, len(data) - 1)
test_case = data.numpy()[case_num].ravel().astype(np.float32)
test_name = target.numpy()[case_num]
return test_case, test_name

可以看出,上面的代码就是定义了网络结构,和训练网络的函数方法。下面介绍下sample.py

# 该例子用pytorch编写的MNIST模型去生成一个TensorRT Inference Engine
from PIL import Image
import numpy as np import pycuda.driver as cuda
import pycuda.autoinit import tensorrt as trt import sys, os
sys.path.insert(1, os.path.join(sys.path[0], ".."))
import model # import common
# 这里将common中的GiB和find_sample_data,do_inference等函数移动到该py文件中,保证自包含。
def GiB(val):
'''以GB为单位,计算所需要的存储值,向左位移10bit表示KB,20bit表示MB '''
return val * 1 << 30 def find_sample_data(description="Runs a TensorRT Python sample", subfolder="", find_files=[]):
'''该函数就是一个参数解析函数。
Parses sample arguments.
Args:
description (str): Description of the sample.
subfolder (str): The subfolder containing data relevant to this sample
find_files (str): A list of filenames to find. Each filename will be replaced with an absolute path.
Returns:
str: Path of data directory.
Raises:
FileNotFoundError
'''
# 为了简洁,这里直接将路径硬编码到代码中。
data_root = kDEFAULT_DATA_ROOT = os.path.abspath("/TensorRT-5.0.2.6/python/data/") subfolder_path = os.path.join(data_root, subfolder)
if not os.path.exists(subfolder_path):
print("WARNING: " + subfolder_path + " does not exist. Using " + data_root + " instead.")
data_path = subfolder_path if os.path.exists(subfolder_path) else data_root if not (os.path.exists(data_path)):
raise FileNotFoundError(data_path + " does not exist.") for index, f in enumerate(find_files):
find_files[index] = os.path.abspath(os.path.join(data_path, f))
if not os.path.exists(find_files[index]):
raise FileNotFoundError(find_files[index] + " does not exist. ") if find_files:
return data_path, find_files
else:
return data_path
#----------------- TRT_LOGGER = trt.Logger(trt.Logger.WARNING) class ModelData(object):
INPUT_NAME = "data"
INPUT_SHAPE = (1, 28, 28)
OUTPUT_NAME = "prob"
OUTPUT_SIZE = 10
DTYPE = trt.float32 '''main中第三步:构建engine'''
# 该函数构建的网络结构和上面model.py中一致,只是这里通过训练后的网络模型读取对应的权重值,并填充到network中
# network是TensorRT提供的,weights是Pytorch训练后的模型提供的
def populate_network(network, weights): '''network支持的方法来自https://docs.nvidia.com/deeplearning/sdk/tensorrt-api/python_api/infer/Graph/Network.html '''
# 基于提供的权重配置网络层
input_tensor = network.add_input(name=ModelData.INPUT_NAME, dtype=ModelData.DTYPE, shape=ModelData.INPUT_SHAPE) conv1_w = weights['conv1.weight'].numpy()
conv1_b = weights['conv1.bias'].numpy()
conv1 = network.add_convolution(input=input_tensor, num_output_maps=20, kernel_shape=(5, 5), kernel=conv1_w, bias=conv1_b)
conv1.stride = (1, 1) pool1 = network.add_pooling(input=conv1.get_output(0), type=trt.PoolingType.MAX, window_size=(2, 2))
pool1.stride = (2, 2) conv2_w = weights['conv2.weight'].numpy()
conv2_b = weights['conv2.bias'].numpy()
conv2 = network.add_convolution(pool1.get_output(0), 50, (5, 5), conv2_w, conv2_b)
conv2.stride = (1, 1) pool2 = network.add_pooling(conv2.get_output(0), trt.PoolingType.MAX, (2, 2))
pool2.stride = (2, 2) fc1_w = weights['fc1.weight'].numpy()
fc1_b = weights['fc1.bias'].numpy()
fc1 = network.add_fully_connected(input=pool2.get_output(0), num_outputs=500, kernel=fc1_w, bias=fc1_b) relu1 = network.add_activation(input=fc1.get_output(0), type=trt.ActivationType.RELU) fc2_w = weights['fc2.weight'].numpy()
fc2_b = weights['fc2.bias'].numpy()
fc2 = network.add_fully_connected(relu1.get_output(0), ModelData.OUTPUT_SIZE, fc2_w, fc2_b) fc2.get_output(0).name = ModelData.OUTPUT_NAME
network.mark_output(tensor=fc2.get_output(0)) '''main中第三步:构建engine'''
def build_engine(weights): '''下面的create_network会返回一个tensorrt.tensorrt.INetworkDefinition对象
https://docs.nvidia.com/deeplearning/sdk/tensorrt-api/python_api/infer/Core/Builder.html?highlight=create_network#tensorrt.Builder.create_network
''' with trt.Builder(TRT_LOGGER) as builder, \
builder.create_network() as network: builder.max_workspace_size = GiB(1) populate_network(network, weights) # 用之前的pytorch模型中的权重来填充network # 构建并返回一个engine.
return builder.build_cuda_engine(network) '''main中第四步:分配buffer '''
def allocate_buffers(engine): inputs = []
outputs = []
bindings = []
stream = cuda.Stream() for binding in engine: size = trt.volume(engine.get_binding_shape(binding)) * engine.max_batch_size
dtype = trt.nptype(engine.get_binding_dtype(binding)) # 分配host和device端的buffer
host_mem = cuda.pagelocked_empty(size, dtype)
device_mem = cuda.mem_alloc(host_mem.nbytes) # 将device端的buffer追加到device的bindings.
bindings.append(int(device_mem)) # Append to the appropriate list.
if engine.binding_is_input(binding):
inputs.append(HostDeviceMem(host_mem, device_mem))
else:
outputs.append(HostDeviceMem(host_mem, device_mem)) return inputs, outputs, bindings, stream '''main中第五步:选择测试样本 '''
# 用pytorch的DataLoader随机选择一个测试样本
def load_random_test_case(model, pagelocked_buffer): img, expected_output = model.get_random_testcase() # 将图片copy到host端的pagelocked buffer
np.copyto(pagelocked_buffer, img) return expected_output '''main中第六步:执行inference '''
# 该函数可以适应多个输入/输出;输入和输出格式为HostDeviceMem对象组成的列表
def do_inference(context, bindings, inputs, outputs, stream, batch_size=1): # 将数据移动到GPU
[cuda.memcpy_htod_async(inp.device, inp.host, stream) for inp in inputs] # 执行inference.
context.execute_async(batch_size=batch_size, bindings=bindings, stream_handle=stream.handle) # 将结果从 GPU写回到host端
[cuda.memcpy_dtoh_async(out.host, out.device, stream) for out in outputs] # 同步stream
stream.synchronize() # 返回host端的输出结果
return [out.host for out in outputs] def main(): ''' 1 - 寻找模型文件,不过次例中未用到该返回值'''
data_path = find_sample_data(description="Runs an MNIST network using a PyTorch model", subfolder="mnist") ''' 2 - 训练该模型'''
mnist_model = model.MnistModel()
mnist_model.learn() # 获取训练好的权重
weights = mnist_model.get_weights() ''' 3 - 基于build_engine构建engine;用tensorrt来进行inference '''
with build_engine(weights) as engine: ''' 4 - 构建engine, 分配buffers, 创建一个流 '''
inputs, outputs, bindings, stream = allocate_buffers(engine) with engine.create_execution_context() as context: ''' 5 - 读取测试样本,并归一化'''
case_num = load_random_test_case(mnist_model, pagelocked_buffer=inputs[0].host) ''' 6 -执行inference,do_inference函数会返回一个list类型,此处只有一个元素 '''
[output] = do_inference(context, bindings=bindings, inputs=inputs, outputs=outputs, stream=stream)
pred = np.argmax(output) print("Test Case: " + str(case_num))
print("Prediction: " + str(pred)) if __name__ == '__main__':
main()

运行结果如下:

TensorRT&Sample&Python[network_api_pytorch_mnist]的更多相关文章

  1. TensorRT&Sample&Python[yolov3_onnx]

    本文是基于TensorRT 5.0.2基础上,关于其内部的yolov3_onnx例子的分析和介绍. 本例子展示一个完整的ONNX的pipline,在tensorrt 5.0的ONNX-TensorRT ...

  2. TensorRT&Sample&Python[uff_custom_plugin]

    本文是基于TensorRT 5.0.2基础上,关于其内部的uff_custom_plugin例子的分析和介绍. 本例子展示如何使用cpp基于tensorrt python绑定和UFF解析器进行编写pl ...

  3. TensorRT&Sample&Python[fc_plugin_caffe_mnist]

    本文是基于TensorRT 5.0.2基础上,关于其内部的fc_plugin_caffe_mnist例子的分析和介绍. 本例子相较于前面例子的不同在于,其还包含cpp代码,且此时依赖项还挺多.该例子展 ...

  4. TensorRT&Sample&Python[end_to_end_tensorflow_mnist]

    本文是基于TensorRT 5.0.2基础上,关于其内部的end_to_end_tensorflow_mnist例子的分析和介绍. 1 引言 假设当前路径为: TensorRT-5.0.2.6/sam ...

  5. TensorRT&Sample&Python[introductory_parser_samples]

    本文是基于TensorRT 5.0.2基础上,关于其内部的introductory_parser_samples例子的分析和介绍. 1 引言 假设当前路径为: TensorRT-5.0.2.6/sam ...

  6. tensorRT使用python进行网络定义

  7. Python API vs C++ API of TensorRT

    Python API vs C++ API of TensorRT 本质上,C++ API和Python API应该在支持您的需求方面接近相同.pythonapi的主要优点是数据预处理和后处理都很容易 ...

  8. (原)pytorch中使用TensorRT

    转载请注明出处: https://www.cnblogs.com/darkknightzh/p/11332155.html 代码网址: https://github.com/darkknightzh/ ...

  9. 基于TensorRT 3的自动驾驶快速INT8推理

    基于TensorRT 3的自动驾驶快速INT8推理 Fast INT8 Inference for Autonomous Vehicles with TensorRT 3 自主驾驶需要安全性,需要一种 ...

随机推荐

  1. 克拉克拉(KilaKila):大规模实时计算平台架构实战

    克拉克拉(KilaKila):大规模实时计算平台架构实战 一.产品背景:克拉克拉(KilaKila)是国内专注二次元.主打年轻用户的娱乐互动内容社区软件.KilaKila推出互动语音直播.短视频配音. ...

  2. [四] JavaIO之类层次体系结构横向比对

      IO家族类层次体系结构横向匹配   上一篇文章中主要介绍了JavaIO流家族的整体设计思路,简单回顾下 基本逻辑涉及数据源 流的方向,以及流的数据形式这三个部分的组合 按照流的数据形式和流的方向, ...

  3. 封装一个基于NLog+NLog.Mongo的日志记录工具类LogUtil

    封装一个基于NLog+NLog.Mongo的日志记录工具类LogUtil,代码比较简单,主要是把MongoTarget的配置.FileTarget的配置集成到类中,同时利用缓存依赖来判断是否需要重新创 ...

  4. 【转载】C#中自定义Sort的排序规则IComparable接口

    C#中的List集合在排序的时候,如果不使用Lambda表达式进行排序的话,一般调用Sort()方法进行排序,如果希望Sort()方法排序后的结果跟我们预想的效果一致或者按照我们自定义的规则排序,则需 ...

  5. Oracle day05 索引_数据去重

    索引 自动:当在表上定义一个primary key或者unique 约束条件时,oracle数据库自动创建一个对应的唯一索引. 手动:用户可以创建索引以加速查询 在一列或者多列上创建索引: creat ...

  6. [leetcode](4.21)4. 有效子数组的数目

    给定一个整数数组 A,返回满足下面条件的 非空.连续 子数组的数目: 子数组中,最左侧的元素不大于其他元素. 示例 1: 输入:[1,4,2,5,3] 输出:11 解释:有 11 个有效子数组,分别是 ...

  7. IIS中虚拟目录不继承主站点web.config设置的办法(转载)

    ASP.NET提供了强大的Web.config来配置网站,一般来说一个网站只有一个根目录下的Web.config文件,有时候我们希望子目录有着不同的权限或者参数设置,则可以在相应子目录增加一个Web. ...

  8. MySQL主从复制配置指导及PHP读写分离源码分析

    开发环境 master环境:ubuntu16.04.5LTS/i5/8G/500G/64位/mysql5.7.23/php7/apache2 slave环境:kvm虚拟机/ubuntu14.04.01 ...

  9. css中关于table的相关设置

    一.设置好看的单边框表格 1.一种实现方式 分别给table标签和td标签设置不在同一方向的border属性,如下table设置‘左上’边框,td设置‘右下’边框.其他设置方式同样可以实现. tabl ...

  10. .net mvc session失效问题

    最近解决基于.net mvc项目的session失效问题,这个跟大家聊聊. 1.问题分析 .net mvc中,Session失效需要考虑几种情况: 基于权限认证的Action,使用非Ajax请求: 基 ...