淺談深度學習的落地問題

老潘部落格發表於2021-02-21

前言

深度學習不不僅僅是理論創新,更重要的是應用於工程實際。

關於深度學習人工智慧落地,已經有有很多的解決方案,不論是電腦端、手機端還是嵌入式端,將已經訓練好的神經網路權重在各個平臺跑起來,應用起來才是最實在的。

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(caffe2-ios:https://github.com/KleinYuan/Caffe2-iOS)

這裡簡單談談就在2018年我們一般深度學習落地的近況。

Opencv

Opencv相比大家都比較瞭解,很流行很火的開源影像處理庫,人工智慧深度學習大夥,Opencv自然不能落下。早在去年Opencv開始加入Dnn模組,並且一直更新,但是有點需要注意,Opencv的深度學習模組是用來inference推斷而不是用來訓練的。

為什麼,因為現在已經存在很多優秀的深度學習框架了(TensorFlow、Pytorch),Opencv只需要管好可以讀取訓練好的權重模型進行推斷就足夠了。

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(opencv-4.0.0已經發布)

自己試著跑了一下Opencv版的yolov3,利用yolo官方訓練好的權重,讀取權重並且利用Opencv的前向網路執行——速度還可以,在i5-7400 CPU上推斷用了600+ms

dog_yolo_out_cpp

而我用2017版MacBookPro-2.3GHz版本的CPU(i5-7260u)則跑了500ms。要知道這是完全版本的yolo-v3。如果進一步優化的話,在稍微好點的CPU端是可以跑到10fps!

另外在learnopencv相關文章中,也有詳盡的評測:

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在6核12執行緒的CPU中可以跑到200ms,速度相當快了,而且優化的空間還是有的。

為什麼Opencv版的比Darknet版的速度快那麼多,是因為Opencv的Cpu端的op編寫過程中利用了CPU-MKL等很多優化庫,針對英特爾有著很好的優化,充分利用了多執行緒的優勢(多執行緒很重要,平行計算比序列計算快很多)。

當然這些優化還不是盡頭,Opencv也在一直更新:

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Opencv可以作為一個不錯的落地的深度學習推斷平臺,只要安裝好Opencv,就可以跑深度學習程式碼了,不需要安裝其他深度學習框架了。但是有點需要注意,Opencv最好的實踐是CPU端,GPU端Opencv對cuda的支援不是很好,Opencv只有利用OpenCL支援GPU,但速度沒有cuda庫快。

Pytorch-v1.0

Pytorch-v1.0的預覽版已經發布了,正式版應該是在國慶節的第一天釋出。

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但我們在觀察Pytorch的1.0文件中已經可以熟知,為什麼Pytorch-v1.0稱為從研究到生產

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最重要的三點:

  • 分散式應用
  • ONNX的完全支援
  • 利用C++部署生成環境

簡單談談第三個要點,看了官方的說明文件,Pytorch也做了類似於Opencv工作,新的Pytorch支援直接應用Pytorch的C++部分從而編譯可以單獨執行Pytorch的推斷部分而不需要安裝所有Pytorch的元件。

近期會測試一下Pytorh和Opencv相比在Cpu端的速度,看看哪個對CPU端的優化更好些。

IOS、安卓

IOS最大的看點就是:Iphone最新出來的A12仿生處理器!

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5W億次每秒執行速度,跟專業顯示卡比起來可能不算什麼,但是在手機端,意思可想而知。

只是不知道具體的速度如何,跑Yolo的話可不可以實時,期待之後的測評吧。

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不過在HomeCourt這款APP中(中國目前還不可以使用),憑藉A12強大的效能,貌似可以實時追蹤人體骨架。還是很值得期待的。

至於安卓端,因為華為的晶片還沒有具體公佈,目前在移動端上的神經網路框架大部分是用CPU跑。

速度快慢就看在arm端的優化如何了。

比較流行的兩個框架是ncnn(主要是cpu)和mace(也支援Gpu)。都在發展階段,前者出世1年左右,後者出世半年不到。

也期待一下吧!

後記

深度學習落地,最繁瑣的莫過於配置各種環境,希望之後各大深度學習框架能夠在落地這塊加大投入,實現快速方便地部署吧!

配一張Openpose的配置資訊:

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(OpenPose中對Windows的要求較為苛刻)

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