Uwaga: ta propozycja została zaakceptowana i wdrożona w ONNX 1.10. Następujące PR wdrożyły tę propozycję: 3518, 3551, 3593, 3580
Wstęp¶
ONNX zapewnia implementację wnioskowania o kształcie na wykresach ONNX. Wnioskowanie o kształcie jest obliczane przy użyciu funkcji wnioskowania o kształcie na poziomie operatora. Wywnioskowany kształt operatora służy do uzyskiwania informacji o kształcie bez konieczności uruchamiania modelu w sesji. Takie statyczne wnioskowanie o kształcie można wykorzystać do wyłapywania oczywistych błędów przed uruchomieniem, wyeliminowania kontroli w czasie wykonywania, które w innym przypadku gwarantowałyby pomyślne zakończenie, poprawy statycznego planowania pamięci i poprawy jakości wizualizacji modelu. W przypadku eksporterów pytorch i dostawców wykonań opartych na kompilatorach, takich jak Nuphar, wymagane jest wnioskowanie o kształcie (wnioskowanie o rangę jest wymogiem minimalnym) i nie mogą oni pracować z nieznanymi kształtami.
W tym dokumencie wyjaśniono ograniczenia wnioskowania o kształcie i przedstawiono propozycję rozwiązania tych ograniczeń.
Bieżące ograniczenia wnioskowania o kształcie onnx (przed ONNX 1.10)¶
Obecnie nie ma gwarancji, że wnioskowanie o kształcie ONNX będzie kompletne. Tam, gdzie to możliwe, wracamy do wnioskowania o rangach, jednak istnieją scenariusze, w których wnioskowanie o rangi również nie jest możliwe. Oto różne ograniczenia, które blokują zakończenie wnioskowania o kształcie:
Niektóre zachowania dynamiczne blokują przepływ wnioskowania o kształcie i wnioskowanie o kształcie zostaje zatrzymane. Na przykład zmień kształt na kształt obliczany dynamicznie.
Wnioskowanie o kształcie działa tylko ze stałymi i prostymi zmiennymi. Nie obsługuje wyrażeń arytmetycznych zawierających zmienne ani nie obsługuje generowania symboli. Na przykład można wywnioskować, że konkatenacja na tensorach kształtów (5, 2) i (7, 2) daje wynik kształtu (12, 2), ale konkatenacja na tensorach kształtów (5, 2) i (N, 2 ) po prostu wyprodukuje (?, 2), gdzie „?” reprezentuje wymiar bez dim value ani dim param, zamiast zawierać reprezentację N+5 lub generować nowy symbol (M, 2). W takich scenariuszach propagacja kształtu zatrzymuje się.
Nie wszyscy operatorzy muszą mieć implementację wnioskowania o kształcie. Po napotkaniu takiej operacji wnioskowanie o kształcie zostaje zatrzymane. Istnieją również przypadki, w których wnioskowanie o rangach nie jest wykonywane jako mechanizm awaryjny. (Uwaga: stale pracujemy nad identyfikacją i rozwiązaniem takich problemów. Bieżący dokument nie skupia się na tym ograniczeniu)
Cele i cele niecelowe¶
Naszbramkajest naprawienie luki w wnioskowaniu o kształcie w scenariuszach, w których:
Obliczenia kształtu są wykonywane w gałęziach (patrz ograniczenie 1)
Występują wymiary symboliczne (patrz ograniczenie 2)
Naprawiając te luki, dążymy do:
Odblokuj eksporter pytorch przed eksportowaniem modeli, gdy eksport zatrzymuje się z powodu braku informacji o kształcie.
Popraw planowanie pamięci statycznej w środowiskach wykonawczych.
Włącz wstępne przydzielanie buforów wyjściowych poza środowiskami wykonawczymi, aby ich okresem istnienia mógł zarządzać sam program wywołujący.
Nie-cele¶
Dodaj wyrażenia symboliczne do standardu ONNX: Nie jest to konieczne do osiągnięcia naszych celów. Posiadanie tej możliwości ma zalety, na przykład może znacznie zmniejszyć liczbę wprowadzanych symboli, a także może zapewnić bardziej deterministyczne obliczenia kształtu w niektórych szczególnych przypadkach. Jednak kompromisem jest dodatkowa złożoność. Dlatego w tym momencie nie rozważamy tego. Można to rozważyć w przyszłych iteracjach.
Włącz obliczanie i propagację danych dla starszych zestawów operatorów. (szczegóły w dziale oferty)
Uwaga: ta praca przyniesie również korzyści Nuphar, ale w tej chwili nie ma planów przeniesienia Nuphara do korzystania z tego rozwiązania.
Terminologia¶
Wnioskowanie o kształcie można podzielić na 2 części:
Wnioskowanie o kształcie na poziomie węzła: odnosi się do funkcji wnioskowania o kształcie specyficznych dla operatora. Są one definiowane za pomocą samego schematu operatora.
Wnioskowanie o kształcie na poziomie wykresu: odnosi się do logiki wyższego poziomu, która przechodzi przez cały wykres, uzyskuje wywnioskowany kształt z funkcji wnioskowania o kształcie na poziomie węzła, a następnie podejmuje decyzje o połączeniu tych wywnioskowanych kształtów z istniejącymi kształtami, aby były dostępne dla dalszych węzły.
Wniosek¶
Rozszerz bieżące wnioskowanie o kształt, aby umożliwić:
Generowanie i propagacja symboli
Częściowe obliczanie i propagacja danych
Rozszerz kształt op, aby wygenerować wycinek kształtu, aby ułatwić obliczenia kształtu.
Rozszerz wnioskowanie o kształcie¶
Generowanie i propagacja symboli¶
Rozszerz wnioskowanie o kształcie na poziomie wykresu, aby zachować widok symboli na poziomie wykresu i generować nowe symbole tam, gdzie to konieczne. Umożliwi nam to kontynuację wnioskowania o kształcie dalszych węzłów.
Przykład:
W przypadku operacji takiej jak „Concat”, jeśli jej dane wejściowe mają kształty „[M]” i „[N]”, bieżące wnioskowanie o kształcie zwraca „[?]”, gdzie „?” oznacza wymiar bez ustawionej wartości dim ani dim-param. Załóżmy teraz, że wyjście X z „Concat” jest wprowadzane do operacji jednoargumentowej Op1(), której wyjście Y jest następnie wprowadzane do innej operacji jednoargumentowej Op2(), której wyjściem jest Z itd. Kształt „[?]” jest propagowany dalej. Wnioskujemy, że Y i Z mają kształt „[?]”. Jednak nie wnioskujemy, że X, Y i Z mają ten sam kształt, ponieważ dwa „?” nie można uznać za równe.
Zgodnie z obecną propozycją, „[?]” w wywnioskowanych kształtach zostanie zastąpione nowym, unikalnym symbolem na podstawie wnioskowania o kształcie na poziomie wykresu, aby węzły znajdujące się poniżej mogły wykorzystywać symboliczne kształty do przeprowadzania wnioskowania o kształcie. W bieżącym przykładzie „Concat” wygeneruje „[?]” jako kształt, który zostanie następnie zastąpiony przez „[K]”, a następnie wnioskowanie o kształcie wywnioskuje, że X, Y i Z mają ten sam kształt „[ K]”. Środowiska wykonawcze mogą wykorzystać te informacje do ponownego wykorzystania pamięci dla tych tensorów.
Częściowe obliczanie i propagacja danych¶
Gdy dane wejściowe kształtu są obliczane dynamicznie, wnioskowanie o kształcie zatrzymuje się po węźle przekształcenia. Można temu zapobiec, udostępniając te dane w węźle przekształcania podczas wnioskowania o kształcie. Proponujemy obliczenia i propagację danych dla operatorów wykorzystywanych w obliczeniach kształtu.
Nazywa się to „częściowym” obliczaniem i propagacją danych, ponieważ będzie to wykonywane tylko w przypadku obliczeń kształtu. Nie ma to być pełnoprawne jądro dla operatora. Z tych samych powodów obliczenia danych zostaną zaimplementowane dla ograniczonego zestawu operatorów. Chociaż będziemy zwiększać zasięg w przyszłych iteracjach, należy zauważyć, że dla niektórych operatorów, takich jak LSTM, operacje splotu, operacje łączenia itp. funkcja propagacji danych nigdy nie zostanie dodana, ponieważ takie operacje nie są używane w obliczeniach kształtu.
W pierwszej fazie zostaną wybrani następujący operatorzy. (Operatory te są zwykle używane do obliczeń kształtu).
Operacje |
---|
Dodać |
Pod |
Mul |
Rzucać |
konkat |
Zebrać |
Przefasonować |
Kształt |
Plasterek |
Rozmiar |
Ściskać |
Odciśnij |
Klasa OpSchema zostanie rozszerzona o opcjonalną funkcję „PartialDataPropagationFunction”, taką jak istniejąca funkcja TypeAndShapeInferenceFunction. Ta funkcja zapewni obliczenia danych dla operatorów, które następnie zostaną przekazane do dalszych operatorów przez wnioskowanie o kształcie na poziomie wykresu. PartialDataPropagationFunction zostanie wywołana przez wnioskowanie o kształcie na poziomie wykresu po uruchomieniu TypeAndShapeInference dla węzła, ponieważ kształt wyjściowy jest wymagany do częściowych obliczeń danych.
Zostanie dodany nowy interfejs „DataPropagationContext”, aby umożliwić PartialDataPropagationFunction dostęp do wszystkich informacji wymaganych do propagacji danych kształtu dla danego węzła i umożliwienie zapisu obliczonych danych.
Przykład:
używając DataPropagationFunction = std::functionclass OpSchema final {public:. . . OpSchema&PartialDataPropagationFunction(DataPropagationFunctiondataPropagationFunction) { częściowa_data_propagation_function_=std::move(dataPropagationFunction); zwróć*to; } DataPropagationFunctionGetDataPropagationFunction()const{returnpartial_data_propagation_function_? częściowa_funkcja_propagacji_danych_:dummyDataPropogator; }}// Przykład schematu operatoraONNX_OPERATOR_SET_SCHEMA(Shape,13,OpSchema().SetDoc(“”).Input(0, "data", "Aninputtensor.", "T",...).Output(0, "shape", "Shapeoftheinputtensor", "T1", ...).TypeConstraint("T", OpSchema::all_tensor_types()).TypeConstraint("T1", {"tensor(int64)"}) .TypeAndShapeInferenceFunction([](InferenceContext&ctx){ . .}).PartialDataPropagationFunction([](DataPropagationContext&ctx){ TensorShapePrototp; // oblicz dane wyjściowe dla operatora kształtu // dodaj obliczone dane do DataPropagationContext w celu ich propagacji w dół ctx.addOutputData (0,std::move(tp));}));
Generowanie symboli nastąpi na poziomie wnioskowania o kształcie wykresu, dlatego wszystkie modele (starsze opsety, jak również najnowsze wersje opsetów) mogą skorzystać z tego ulepszenia. Jednak obliczenia i propagacja danych są powiązane z OpScehma i będą odbywać się na poziomie węzła. Na początek funkcje te zostaną dodane tylko do najnowszych schematów operacyjnych. Starsze schematy można rozszerzyć w celu późniejszej obsługi obliczeń danych, indywidualnie dla każdego przypadku, w celu obsługi niektórych scenariuszy o wysokim priorytecie. Oznacza to, że starsze modele opset nie będą korzystać z ulepszeń wnioskowania o kształcie z powodu tego ulepszenia.
Przypadki specjalne¶
W tej sekcji omówiono niektóre przypadki brzegowe i zaproponowano rozwiązanie, które je obsłuży.
Nadawanie z symbolicznymi przyciemnieniami¶
Jeśli mamy transmisję między dwoma nieznanymi wymiarami „M” i „N”, nie możemy wywnioskować, że zarówno M, jak i N powinny mieć tę samą wartość. Semantyka środowiska wykonawczego pozwala, aby jeden z dwóch symboli miał wartość 1, a drugi inną niż 1. Tak więc łączenie M i N i traktowanie ich jako tej samej wartości jest potencjalnie nieuzasadnione. W takim przypadku dla wyjściowego kształtu zostanie wygenerowany nowy symbol, a wnioskowanie o kształcie będzie kontynuowane.
Wywnioskowany kształt nie pasuje do kształtu wyjściowego¶
Wywnioskowane i istniejące kształty mogą być niedopasowane. Chociaż nieudane wnioskowanie o kształcie w takich przypadkach wydaje się właściwym podejściem, nie zawsze może być praktyczne. Domyślnie wnioskowanie o kształcie zakończy się niepowodzeniem w przypadku napotkania takiego przypadku, jednak osoby wywołujące będą miały możliwość zastąpienia istniejących typów wywnioskowanymi typami. Gdy ta opcja jest włączona, wnioskowanie o kształcie będzie kontynuowane z wywnioskowanym typem.
Obsługa wymiarów symbolicznych za pomocą propagacji danych¶
Kiedy kształt zawiera wymiary symboliczne, próbujemy je propagować w dół, jednak w przypadkach, gdy na tych symbolicznych dimach wykonywane są pewne operacje arytmetyczne, tworzymy nowe symbole i zamiast nich propagujemy.
Kształt wyjściowy jest zależny od danych wejściowych¶
Istnieją pewne węzły, takie jak NonZero, w których kształt wyjściowy zależy od danych wejściowych. W takim przypadku nie jest możliwe całkowite wywnioskowanie kształtu, dlatego zostanie utworzony nowy symboliczny kształt przy użyciu wywnioskowanej rangi, a wnioskowanie o kształcie będzie kontynuowane.
FAQs
How to import ONNX model in Python? ›
- Process text and create the sample data input and offsets for export. import torch text = "Text from the news article" text = torch. ...
- Export Model. # Export the model torch. ...
- Load the model using onnx.load. import onnx onnx_model = onnx. ...
- Create inference session with ort.infernnce.
To convert a PyTorch model to an ONNX model, you need both the PyTorch model and the source code that generates the PyTorch model. Then you can load the model in Python using PyTorch, define dummy input values for all input variables of the model, and run the ONNX exporter to get an ONNX model.
What is ONNX model summary? ›ONNX is a serialization format for machine learned model. It is a list of mathematical functions used to describe every prediction function for standard and deep machine learning. Module onnx offers some tools to display ONNX graph. Netron is another approach.
Can you train an ONNX model? ›ONNX Runtime for PyTorch gives you the ability to accelerate training of large transformer PyTorch models.
How to convert TensorFlow model into ONNX? ›- Step 1 - start with a frozen graph. ...
- Step 2 - 1:1 conversion of the protobuf from tensorflow to onnx. ...
- Step 3 - rewrite subgraphs. ...
- Step 4 - process individual ops. ...
- Step 5 - optimize the functional ONNX graph. ...
- Step 6 - final processing.
- net – Net to be saved.
- path – Path to the file where the net in ONNX format will be saved.
- seq_len – In the case of exporting a recurrent model, set the sequence length of the model input to the provided value. By default is 0, which means that the sequence length will be generic.
With the model architecture, ONNX is able to trace the different layers of your model and convert it to a graph (also called an intermediate representation). Model weights are the weights of the different layers which are used to compute the output of the model.
What type of model is ONNX? ›ONNX is an open format for ML models, allowing you to interchange models between various ML frameworks and tools. There are several ways in which you can obtain a model in the ONNX format, including: ONNX Model Zoo: Contains several pre-trained ONNX models for different types of tasks.
Is ONNX still used? ›It provides a set of tools for optimizing and quantizing models, and it is supported by a wide range of companies and organizations. As a result, ONNX is becoming an important standard for deep learning, making it easy to share models and deploy them across different platforms.
Is ONNX faster than TensorFlow? ›Overall, the study found that ONNX outperformed TensorFlow on all three datasets. This suggests that ONNX is a more effective tool for deep learning models than TensorFlow. As such, it may be a better choice for developers who are looking to build and deploy deep learning models.
Is ONNX a binary file? ›
Since the ONNX file is a binary file, its contents can be checked after decoding using the Protocol Buffers compiler. In the ONNX source code, this structure and how it is interpreted is laid out, which can be used to encode and decode the binary model.
How do I train my own AI model? ›- Prepare your training data.
- Create a dataset.
- Train a model.
- Evaluate and iterate on your model.
- Get predictions from your model.
- Interpret prediction results.
You can use ONNX to make a Tensorflow model 200% faster, which eliminates the need to use a GPU instead of a CPU. Using a CPU instead of a GPU has several other benefits as well: CPU have a broader availability and are cheaper to use.
How long does it take to train a neural network model? ›Neural network weights are updated iteratively, as it is a gradient descent based algorithm. A single epoch in training is not enough and leads to underfitting. Given the complexity of real-world problems, it may take hundreds of epochs to train a neural network.
How do I load and run ONNX model? ›Checking an ONNX Model
import onnx # Preprocessing: load the ONNX model model_path = "path/to/the/model. onnx" onnx_model = onnx. load(model_path) print(f"The model is:\n{onnx_model}") # Check the model try: onnx. checker.
- CoreML.
- Optimum.
- Keras.
- NCNN.
- PaddlePaddle.
- SciKit Learn.
TensorFlow models (including keras and TFLite models) can be converted to ONNX using the tf2onnx tool.
How do I convert my keras model to ONNX? ›- Remember to import onnx and keras2onnx packages.
- keras2onnx. convert_keras() function converts the keras model to ONNX object.
- onnx. save_model() function is to save the ONNX object into . onnx file.
- Convert an existing TensorFlow model to the TensorFlow. js web format. Run the converter script provided by the pip package: SavedModel example: ...
- Step 2: Loading and running in the browser. Install the tfjs-converter npm package: yarn add @tensorflow/tfjs or npm install @tensorflow/tfjs.
- Fit the train data to the model.
- The model architecture will be saved to a JSON file using to_json(). ...
- Save the trained weights using save_weights()
How do I save my model in Tensorflow? ›
Save the entire model
Call tf.keras.Model.save to save a model's architecture, weights, and training configuration in a single file/folder . This allows you to export a model so it can be used without access to the original Python code*.
Save Your Neural Network Model to JSON
This can be saved to a file and later loaded via the model_from_json() function that will create a new model from the JSON specification. The weights are saved directly from the model using the save_weights() function and later loaded using the symmetrical load_weights() function.
ONNX format allows for framework interoperability by providing a uniform format that acts as an intermediate between machine learning frameworks. This interoperability allows trained models to be easily deployed in different software platforms.
What is the difference between operator and function in ONNX? ›Operators are the basic building blocks used to define ONNX models. With a rich set of operators, ONNX can describe most DNN and ML models from various frameworks. Functions enable expressing complex operators in terms of more primitive operators.
Is ONNX channel first or last? ›Tensorflow-Lite Micro only supports Channels-Last while the ONNX format requires Channels-First.
How do you visualize an ONNX model? ›Click on Open Model and specify ONNX or Prototxt. Once opened, the graph of the model is displayed. By clicking on the layer, you can see the kernel size of Convolution and the names of the INPUTS and OUTPUTS blobs.
What is the difference between ONNX and TensorRT? ›ONNX is a common file format used by AI developers who use a variety of different frameworks, tools, runtimes, and compilers. TensorRT provides tools to parse ONNX graphs. For more information about the layers supported by the TensorRT ONNX Parser, see Supported Ops.
What is ONNX in data science? ›— ONNX is a machine learning format for neural networks. It is portable, open-source and really awesome to boost inference speed without sacrificing accuracy.
What are the disadvantages of ONNX? ›Drawbacks. ONNX format is relatively new. Lack of use cases may raise doubts on its reliability and ease of use. For easy usage, two conditions must be mandatorily met — use of only supported data types and operations; no customisation in terms of specific layers/operations is carried out.
Is TensorRT faster than ONNX? ›TensorRT is faster than ONNX Runtime.
What does ONNX simplifier do? ›
ONNX Simplifier is presented to simplify the ONNX model. It infers the whole computation graph and then replaces the redundant operators with their constant outputs (a.k.a. constant folding).
Which model is better than LSTM? ›GRUs are easier to train and faster to run than LSTMs, but they may not be as effective at storing and accessing long-term dependencies. There is no one “best” type of RNN for all tasks, and the choice between LSTMs, GRUs, and other types of RNNs will depend on the specific requirements of the task at hand.
Does PyTorch use ONNX? ›Open Neural Network eXchange (ONNX) is an open standard format for representing machine learning models. The torch.onnx module can export PyTorch models to ONNX. The model can then be consumed by any of the many runtimes that support ONNX.
Which is harder TensorFlow or PyTorch? ›Since PyTorch uses immediate execution (i.e., eager mode), it is said to be easier to use than TensorFlow when it comes to debugging. Hence in the case of PyTorch, you can use Python debugging tools such as PDB, ipdb, and PyCharm debugger.
What is the difference between ONNX and Nnef? ›ONNX's protobuf is more tailored to the static graph approach, while NNEF procedural syntax is more suited for an intuitive dynamic graph approach in the future, although such elements are not included at the moment. Another difference between the two formats is their approach to representing quantized networks.
What is similar to ONNX? ›- GoLearn. 9.6 0.0 onnx-go VS GoLearn. ...
- gorse. 9.4 7.4 onnx-go VS gorse. ...
- Gorgonia. 9.2 3.6 onnx-go VS Gorgonia. ...
- m2cgen. 8.5 5.3 onnx-go VS m2cgen. ...
- gosseract. 8.4 0.0 onnx-go VS gosseract. ...
- tfgo. 8.3 4.1 onnx-go VS tfgo. ...
- envd. 8.0 9.2 onnx-go VS envd. ...
- goml. 8.0 0.0 onnx-go VS goml.
Binary files are not human readable and require a special program or hardware processor that knows how to read the data inside the file. Only then can the instructions encoded in the binary content be understood and properly processed.
How do I import a saved model into Python? ›- Step 1 - Import the library. from sklearn import model_selection, datasets from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier from sklearn.externals import joblib import pickle. ...
- Step 2 - Setting up the Data. ...
- Step 3 - Training and Saving the model. ...
- Step 4 - Loading the saved model.
- Step 1: Import Python Libraries. First and foremost, import the necessary Python libraries. ...
- Step 2: Read the Dataset. ...
- Step 3: Explore the Dataset. ...
- Step 3: Feature Selection. ...
- Step 4: Build the Model. ...
- Step 5: Evaluate the Model's Performance.