『深度应用』OneFlow快速上手指南

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我是靠谱客的博主独特银耳汤，最近开发中收集的这篇文章主要介绍『深度应用』OneFlow快速上手指南，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

『深度应用』OneFlow快速上手指南

现实中没有复杂的系统
--《极简主义》范式一：事情其实很简单

0.引子

为什么会有写这篇文章？

1.这不是一篇广告文，笔者不是大V，没人联系写稿，请放心食用。

2.这不是一片解析文，笔者水平有限，还无法做出深度解读。https://zhuanlan.zhihu.com/p/85111240 此篇对TF2.0的解析就差很大火候，让大家见笑了。

3.这可以算是一篇技术文章，通过对OneFlow安装，简单上手等操作来对比OneFlow较主流深度学习框架的难易程度。

简单分析下深度学习框架现状：

虽然不是解析文章，但针对深度学习框架分析还是要有一些的。现在主流的深度学习框架（不包括推理框架）可以说是TensorFlow，PyTorch，MXNet三足鼎力，其实这也是ta们背后资本与资源的角逐。TensorFlow凭借其完备性以及在部署方面的积累依旧处于优势地位，逼得PyTorch，MXNet等其他小众框架祭出了ONNX来打破TensorFlow的部署的垄断地位。PyTorch能成功从TensorFlow抢下学术界一块大蛋糕，很大程度上归功于其方向的正确性，没有在TensorFlow优势方面拼刺刀，而是在TensorFlow痛点处发力，通过易用性来争取用户。而MXNet就很难与TensorFlow与PyTorch有一战之力了，MXNet本身的一些优势也不是TensorFlow与PyTorch的使用痛点很难让用户有迁移的动力。

反观国内的赛场，百度的飞桨PaddlePaddle，虽然开源很早，但一直处于不温不火的状态。国内的框架的确还无法与国际主流框架展开竞争，差距还是巨大。但是今年还是有四家国内机构或公司选择了开源，华为的MineSpore，清华的Jittor，旷世的MegEngine，以及今天主角一流科技的OneFlow。虽竞争力不大，但在中美贸易摩擦下，自主产权越来越受到重视。

其实以笔者愚见，开发者并不会在意使用的是那个框架，更在意的是这个框架的完备性与便易性。当时大规模开发者从TensorFlow1.x转到PyTorch就可以说明，品牌对于开发者并不是很重要，重要的还是框架好不好用。所以笔者对国内开源框架还是积极持乐观态度的，做的好就会有用户支持。

下面，我们来看看OneFlow究竟做的如何。

1.上手

以下部分内容来自OneFlow开发文档： https://docs.oneflow.org/index.html

1.0简单介绍

OneFlow 是什么？

OneFlow 是开源的、采用全新架构设计，世界领先的工业级通用深度学习框架。

OneFlow优势是什么？

分布式训练全新体验，多机多卡如单机单卡一样简单
完美契合一站式平台(k8s + docker)
原生支持超大模型
近零运行时开销、线性加速比
灵活支持多种深度学习编译器
自动混合精度
中立开放，合作面广
持续完善的算子集、模型库

1.1安装指南

安装 OneFlow 稳定发布版

系统要求：前提Nvidia driver 与 CUDA安装完成

Python >= 3.5
Nvidia Linux x86_64 driver version >= 440.33

安装 OneFlow with legacy CUDA 指令如下：

pip install --find-links https://oneflow-inc.github.io/nightly oneflow_cu102 --user
pip install --find-links https://oneflow-inc.github.io/nightly oneflow_cu101 --user
pip install --find-links https://oneflow-inc.github.io/nightly oneflow_cu100 --user
pip install --find-links https://oneflow-inc.github.io/nightly oneflow_cu92 --user
pip install --find-links https://oneflow-inc.github.io/nightly oneflow_cu91 --user
pip install --find-links https://oneflow-inc.github.io/nightly oneflow_cu90 --user

如何查看本机Nvidia Linux x86_64 driver version？可以看到笔者的Driver Version: 450.57

(base) song@songxpc:~$ nvidia-smi
Thu Aug 20 12:10:44 2020       
+-----------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 450.57       Driver Version: 450.57       CUDA Version: 11.0     |
|-------------------------------+----------------------+----------------------+
| GPU  Name        Persistence-M| Bus-Id        Disp.A | Volatile Uncorr. ECC |
| Fan  Temp  Perf  Pwr:Usage/Cap|         Memory-Usage | GPU-Util  Compute M. |
|                               |                      |               MIG M. |
|===============================+======================+======================|
|   0  GeForce RTX 208...  Off  | 00000000:01:00.0 Off |                  N/A |
| 47%   54C    P2    80W / 257W |   5136MiB / 11019MiB |     38%      Default |
|                               |                      |                  N/A |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+
                                                                               
+-----------------------------------------------------------------------------+
| Processes:                                                                  |
|  GPU   GI   CI        PID   Type   Process name                  GPU Memory |
|        ID   ID                                                   Usage      |
|=============================================================================|
|    0   N/A  N/A      1668      G   /usr/bin/totem                     10MiB |
|    0   N/A  N/A      1974      G   /usr/lib/xorg/Xorg                857MiB |
|    0   N/A  N/A      2128      G   /usr/bin/gnome-shell              331MiB |
|    0   N/A  N/A      2563      G   ...token=2514374358980620094      376MiB |
|    0   N/A  N/A     14664      C   python                           2531MiB |
|    0   N/A  N/A     27295      G   ...AAAAAAAAA= --shared-files      872MiB |
|    0   N/A  N/A     31690      G   ...token=3577040725527546973      149MiB |
+-----------------------------------------------------------------------------+
(base) song@songxpc:~$

如何查看本机cuda版本？可以看到笔者的Cuda为10.2

(base) song@songxpc:~$ nvcc -V
nvcc: NVIDIA (R) Cuda compiler driver
Copyright (c) 2005-2019 NVIDIA Corporation
Built on Wed_Oct_23_19:24:38_PDT_2019
Cuda compilation tools, release 10.2, V10.2.89

下面通过Conda来安装OneFlow框架，Conda推荐安装miniconda

依次输入：

conda create --name OF python=3.7 -y
conda activate OF
conda install cudatoolkit=10.2 cudnn=7 -y
pip install --find-links https://oneflow-inc.github.io/nightly oneflow_cu102 --user

使用以下指令测试安装完成:

(OF) song@songxpc:~$ python
Python 3.7.8 | packaged by conda-forge | (default, Jul 31 2020, 02:25:08) 
[GCC 7.5.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import oneflow as of
>>> of.__version__
'0.1.8'
>>>

3分钟快速上手

这篇文章介绍了如何快速上手 OneFlow ，我们可以在3分钟内完成一个完整的神经网络训练过程。

运行一个例子

如果已经安装好了 OneFlow ，可以使用以下命令下载文档仓库中的mlp_mnist.py脚本，并运行。

wget https://docs.oneflow.org/code/quick_start/mlp_mnist.py #下载脚本
python mlp_mnist.py #运行脚本

将得到类似以下输出：

输出的是一串数字，每个数字代表了每一轮训练后的损失值，训练的目标是损失值越小越好。到此您已经用 OneFlow 完成了一个完整的神经网络的训练。

代码解读

下面是完整代码。

# mlp_mnist.py
import oneflow as flow
import oneflow.typing as tp

BATCH_SIZE = 100


@flow.global_function(type="train")
def train_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> tp.Numpy:
    with flow.scope.placement("cpu", "0:0"):
        initializer = flow.truncated_normal(0.1)
        reshape = flow.reshape(images, [images.shape[0], -1])
        hidden = flow.layers.dense(
            reshape,
            512,
            activation=flow.nn.relu,
            kernel_initializer=initializer,
            name="dense1",
        )
        logits = flow.layers.dense(
            hidden, 10, kernel_initializer=initializer, name="dense2"
        )
        loss = flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(labels, logits)

    lr_scheduler = flow.optimizer.PiecewiseConstantScheduler([], [0.1])
    flow.optimizer.SGD(lr_scheduler, momentum=0).minimize(loss)

    return loss


if __name__ == "__main__":
    check_point = flow.train.CheckPoint()
    check_point.init()

    (train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = flow.data.load_mnist(
        BATCH_SIZE, BATCH_SIZE
    )
    for i, (images, labels) in enumerate(zip(train_images, train_labels)):
        loss = train_job(images, labels)
        if i % 20 == 0:
            print(loss.mean())

接下来让我们简单介绍下这段代码。

OneFlow 相对其他深度学习框架较特殊的地方是这里：

@flow.global_function(type="train")
def train_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> tp.Numpy:

train_job是一个被@flow.global_function修饰的函数，通常被称为作业函数(job function)。只有被@flow.global_function修饰的作业函数才能够被 OneFlow 识别，通过type来指定job的类型：type="train"为训练作业；type="predict"为验证或预测作业。

在 OneFlow 中一个神经网络的训练或者预测作业需要两部分信息：

一部分是这个神经网络本身的结构和相关参数，这些在上文提到的作业函数里定义；
另外一部分是使用什么样的配置去训练这个网络，比如 learning rate 、模型优化更新的方法。这些job function里配置如下：

lr_scheduler = flow.optimizer.PiecewiseConstantScheduler([], [0.1]) flow.optimizer.SGD(lr_scheduler, momentum=0).minimize(loss)

这段代码里包含了训练一个神经网络的所有元素，除了上面说的作业函数及其配置之外：

check_point.init(): 初始化网络模型参数；
flow.data.load_mnist(BATCH_SIZE,BATCH_SIZE): 准备并加载训练数据；
train_job(images, labels): 返回每一次训练的损失值；
print(loss.mean()): 每训练20次，打印一次损失值。

以上只是一个简单网络的示例，在使用卷积神经网络进行手写体识别中，我们对使用OneFlow的流程进行了更加全面和具体的介绍。另外，还可参考 OneFlow 基础专题中对于训练中各类问题的详细介绍。同时还提供了一些经典网络的样例代码及数据供参考。

2.解析

识别 MNIST 手写体数字

在这篇文章中，我们将学习：

使用 oneflow 接口配置软硬件环境
使用 oneflow 的接口定义训练模型
实现 oneflow 的训练作业函数
模型的保存和加载
实现 oneflow 的校验作业函数

本文通过使用 LeNet 模型，训练 MNIST 数据集向大家介绍使用 OneFlow 的各个核心环节，文末附有完整的示例代码。

在学习之前，也可以通过以下命令查看各脚本功能( 脚本运行依赖GPU )。

首先，同步本文档仓库并切换到对应路径：

git clone https://github.com/Oneflow-Inc/oneflow-documentation.git
cd oneflow-documentation/cn/docs/code/quick_start/

模型训练python lenet_train.py
以上命令将对 MNIST 数据集进行训练，并保存模型。

输出：

File mnist.npz already exist, path: ./mnist.npz
5.9947124
1.0865117
0.5317516
0.20937675
0.26428983
0.21764673
0.23443426
...

训练模型是以下 lenet_eval.py 与 lenet_test.py 的前提条件，你也可以直接下载使用我们已经训练好的模型，略过训练步骤

#在仓库docs/code/quick_start/目录下
wget https://oneflow-public.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/online_document/docs/quick_start/lenet_models_1.zip
unzip lenet_models_1.zip

模型校验python lenet_eval.py
以上命令，使用 MNIST 测试集对刚刚生成的模型进行校验，并给出准确率。

输出：

File mnist.npz already exist, path: ./mnist.npz
accuracy: 99.4%

图像识别

python lenet_test.py ./9.png
# 输出：prediction: 9

以上命令将使用之前训练的模型对我们准备好的 "9.png" 图片中的内容进行预测。你也可以下载我们提取好的mnist图片，自行验证自己训练模型的预测效果。

MNIST数据集介绍

MNIST 是一个手写数字的数据库。包括了训练集与测试集；训练集包含了60000张图片以及图片对应的标签，测试集包含了60000张图片以及图片测试的标签。Yann LeCun 等已经将图片进行了大小归一化及居中处理，并且打包为二进制文件供下载。http://yann.lecun.com/exdb/mnist/

定义训练模型

在 oneflow.nn 及 oneflow.layers 提供了部分用于构建模型的算子。

def lenet(data, train=False):
    initializer = flow.truncated_normal(0.1)
    conv1 = flow.layers.conv2d(
        data,
        32,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv1",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool1 = flow.nn.max_pool2d(
        conv1, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool1", data_format="NCHW"
    )
    conv2 = flow.layers.conv2d(
        pool1,
        64,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv2",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool2 = flow.nn.max_pool2d(
        conv2, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool2", data_format="NCHW"
    )
    reshape = flow.reshape(pool2, [pool2.shape[0], -1])
    hidden = flow.layers.dense(
        reshape,
        512,
        activation=flow.nn.relu,
        kernel_initializer=initializer,
        name="dense1",
    )
    if train:
        hidden = flow.nn.dropout(hidden, rate=0.5, name="dropout")
    return flow.layers.dense(hidden, 10, kernel_initializer=initializer, name="dense2")

以上代码中，我们搭建了一个 LeNet 网络模型。

实现训练作业函数

OneFlow 中提供了 oneflow.global_function 装饰器，通过它，可以将一个 Python 函数转变为训练作业函数（job function）。

global_function装饰器

oneflow.global_function 装饰器接收一个type作为参数用于指定作业类型，type="train"指定作业类型为训练，type="predict"指定作业类型为预测或验证。装饰器内部还有一个 function_config 对象参数用于具体类型的作业配置。

@flow.global_function(type="train")
def train_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
    #作业函数实现 ...

其中的 tp.Numpy.Placeholder 是数据占位符， tp.Numpy 指定这个作业函数在调用时，将返回一个 numpy 对象。

指定优化特征

我们可以通过 flow.optimizer 接口指定待优化参数和优化器。这样，OneFlow在每次迭代训练作业的过程中，将以指定的方式作为优化目标。

@flow.global_function(type="train")
def train_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> tp.Numpy:
    with flow.scope.placement("gpu", "0:0"):
        logits = lenet(images, train=True)
        loss = flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(
            labels, logits, name="softmax_loss"
        )

    lr_scheduler = flow.optimizer.PiecewiseConstantScheduler([], [0.1])
    flow.optimizer.SGD(lr_scheduler, momentum=0).minimize(loss)
    return loss

以上，我们通过 flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits 求得 loss ，并且将优化 loss 作为目标参数。

lr_scheduler 设定了学习率计划，[0.1]表明初始学习率为0.1；

flow.optimizer.SGD 则指定了优化器为sgd；loss作为参数传递给minimize表明优化器将以最小化loss为目标。

调用作业函数并交互

调用作业函数就可以开始训练。

调用作业函数时的返回结果，由定义作业函数时指定的返回值类型决定，可以返回一个，也可以返回多个结果。

返回一个结果的例子

在lenet_train.py中定义作业函数：

@flow.global_function(type="train")
def train_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> tp.Numpy:
    with flow.scope.placement("gpu", "0:0"):
        logits = lenet(images, train=True)
        loss = flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(
            labels, logits, name="softmax_loss"
        )

    lr_scheduler = flow.optimizer.PiecewiseConstantScheduler([], [0.1])
    flow.optimizer.SGD(lr_scheduler, momentum=0).minimize(loss)
    return loss

该作业函数的返回值类型为tp.Numpy，则当调用时，会返回一个numpy对象：

for epoch in range(20):
        for i, (images, labels) in enumerate(zip(train_images, train_labels)):
            loss = train_job(images, labels)
            if i % 20 == 0:
                print(loss.mean())

我们调用了 train_job 并每循环20次打印1次 loss。

返回多个结果的例子

在校验模型的代码lenet_eval.py中定义的作业函数：

@flow.global_function(type="predict")
def eval_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> Tuple[tp.Numpy, tp.Numpy]:
    with flow.scope.placement("gpu", "0:0"):
        logits = lenet(images, train=False)
        loss = flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(
            labels, logits, name="softmax_loss"
        )

    return (labels, logits)

该作业函数的返回值类型为 Tuple[tp.Numpy, tp.Numpy]，则当调用时，会返回一个 tuple 容器，里面有2个元素，每个元素都是一个 numpy 对象：

for i, (images, labels) in enumerate(zip(test_images, test_labels)):
            labels, logits = eval_job(images, labels)
            acc(labels, logits)

我们调用作业函数返回了labels与logits，并用它们评估模型准确率。

同步与异步调用

本文所有代码都是同步方式调用作业函数，实际上 OneFlow 还支持异步方式调用作业函数，具体内容在获取作业函数的结果一文中详细介绍。

模型的初始化、保存与加载

模型的初始化与保存

oneflow.train.CheckPoint 类构造的对象，可以用于模型的初始化、保存与加载。在训练过程中，我们可以通过 init 方法初始化模型，通过 save 方法保存模型。如下例：

if __name__ == '__main__':
  check_point = flow.train.CheckPoint()
  check_point.init()
  #加载数据及训练 ...  
  check_point.save('./lenet_models_1')

保存成功后，我们将得到名为 "lenet_models_1" 的目录，该目录中包含了与模型参数对应的子目录及文件。

模型的加载

在校验或者预测过程中，我们可以通过 oneflow.train.CheckPoint.load 方法加载现有的模型参数。如下例：

if __name__ == '__main__':
  check_point = flow.train.CheckPoint()
  check_point.load("./lenet_models_1")
  #校验过程 ...

load 自动读取之前保存的模型，并加载。

模型的校验

校验作业函数与训练作业函数 几乎没有区别 ，不同之处在于校验过程中的模型参数来自于已经保存好的模型，因此不需要初始化，也不需要在迭代过程中更新模型参数。

校验作业函数的编写

@flow.global_function(type="predict")
def eval_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> Tuple[tp.Numpy, tp.Numpy]:
    with flow.scope.placement("gpu", "0:0"):
        logits = lenet(images, train=False)
        loss = flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(
            labels, logits, name="softmax_loss"
        )

    return (labels, logits)

以上是校验训练作业函数的编写，声明了返回值类型是 Tuple[tp.Numpy, tp.Numpy]，因此返回一个 tuple， tuple 中有2个元素，每个元素都是1个 numpy 对象。我们将调用训练作业函数，并根据返回结果计算准确率。

迭代校验

以下 acc 函数中统计样本的总数目，以及校验正确的总数目，我们将调用作业函数，得到 labels 与 logits：

g_total = 0
g_correct = 0


def acc(labels, logits):
    global g_total
    global g_correct

    predictions = np.argmax(logits, 1)
    right_count = np.sum(predictions == labels)
    g_total += labels.shape[0]
    g_correct += right_count

调用校验作业函数：

if __name__ == "__main__":

    check_point = flow.train.CheckPoint()
    check_point.load("./lenet_models_1")
    (train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = flow.data.load_mnist(
        BATCH_SIZE, BATCH_SIZE
    )

    for epoch in range(1):
        for i, (images, labels) in enumerate(zip(test_images, test_labels)):
            labels, logits = eval_job(images, labels)
            acc(labels, logits)

    print("accuracy: {0:.1f}%".format(g_correct * 100 / g_total))

以上，循环调用校验函数，并且最终输出对于测试集的判断准确率。

预测图片

将以上校验代码修改，使得校验数据来自于原始的图片而不是现成的数据集，我们就可以使用模型进行图片预测。

def load_image(file):
    im = Image.open(file).convert("L")
    im = im.resize((28, 28), Image.ANTIALIAS)
    im = np.array(im).reshape(1, 1, 28, 28).astype(np.float32)
    im = (im - 128.0) / 255.0
    im.reshape((-1, 1, 1, im.shape[1], im.shape[2]))
    return im


def main():
    if len(sys.argv) != 2:
        usage()
        return

    check_point = flow.train.CheckPoint()
    check_point.load("./lenet_models_1")

    image = load_image(sys.argv[1])
    logits = eval_job(image, np.zeros((1,)).astype(np.int32))

    prediction = np.argmax(logits, 1)
    print("prediction: {}".format(prediction[0]))


if __name__ == "__main__":
    main()

完整代码

训练模型

代码：lenet_train.py

#lenet_train.py
import oneflow as flow
import oneflow.typing as tp

BATCH_SIZE = 100


def lenet(data, train=False):
    initializer = flow.truncated_normal(0.1)
    conv1 = flow.layers.conv2d(
        data,
        32,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv1",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool1 = flow.nn.max_pool2d(
        conv1, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool1", data_format="NCHW"
    )
    conv2 = flow.layers.conv2d(
        pool1,
        64,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv2",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool2 = flow.nn.max_pool2d(
        conv2, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool2", data_format="NCHW"
    )
    reshape = flow.reshape(pool2, [pool2.shape[0], -1])
    hidden = flow.layers.dense(
        reshape,
        512,
        activation=flow.nn.relu,
        kernel_initializer=initializer,
        name="dense1",
    )
    if train:
        hidden = flow.nn.dropout(hidden, rate=0.5, name="dropout")
    return flow.layers.dense(hidden, 10, kernel_initializer=initializer, name="dense2")


@flow.global_function(type="train")
def train_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> tp.Numpy:
    with flow.scope.placement("gpu", "0:0"):
        logits = lenet(images, train=True)
        loss = flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(
            labels, logits, name="softmax_loss"
        )

    lr_scheduler = flow.optimizer.PiecewiseConstantScheduler([], [0.1])
    flow.optimizer.SGD(lr_scheduler, momentum=0).minimize(loss)
    return loss


if __name__ == "__main__":
    flow.config.gpu_device_num(1)
    check_point = flow.train.CheckPoint()
    check_point.init()

    (train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = flow.data.load_mnist(
        BATCH_SIZE, BATCH_SIZE
    )

    for epoch in range(20):
        for i, (images, labels) in enumerate(zip(train_images, train_labels)):
            loss = train_job(images, labels)
            if i % 20 == 0:
                print(loss.mean())
    check_point.save("./lenet_models_1")  # need remove the existed folder
    print("model saved")

校验模型

代码：lenet_eval.py

预训练模型：lenet_models_1.zip

#lenet_eval.py
import numpy as np
import oneflow as flow
from typing import Tuple
import oneflow.typing as tp

BATCH_SIZE = 100


def lenet(data, train=False):
    initializer = flow.truncated_normal(0.1)
    conv1 = flow.layers.conv2d(
        data,
        32,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv1",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool1 = flow.nn.max_pool2d(
        conv1, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool1", data_format="NCHW"
    )
    conv2 = flow.layers.conv2d(
        pool1,
        64,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv2",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool2 = flow.nn.max_pool2d(
        conv2, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool2", data_format="NCHW"
    )
    reshape = flow.reshape(pool2, [pool2.shape[0], -1])
    hidden = flow.layers.dense(
        reshape,
        512,
        activation=flow.nn.relu,
        kernel_initializer=initializer,
        name="dense1",
    )
    if train:
        hidden = flow.nn.dropout(hidden, rate=0.5, name="dropout")
    return flow.layers.dense(hidden, 10, kernel_initializer=initializer, name="dense2")


@flow.global_function(type="predict")
def eval_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> Tuple[tp.Numpy, tp.Numpy]:
    with flow.scope.placement("gpu", "0:0"):
        logits = lenet(images, train=False)
        loss = flow.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(
            labels, logits, name="softmax_loss"
        )

    return (labels, logits)


g_total = 0
g_correct = 0


def acc(labels, logits):
    global g_total
    global g_correct

    predictions = np.argmax(logits, 1)
    right_count = np.sum(predictions == labels)
    g_total += labels.shape[0]
    g_correct += right_count


if __name__ == "__main__":

    check_point = flow.train.CheckPoint()
    check_point.load("./lenet_models_1")
    (train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = flow.data.load_mnist(
        BATCH_SIZE, BATCH_SIZE
    )

    for epoch in range(1):
        for i, (images, labels) in enumerate(zip(test_images, test_labels)):
            labels, logits = eval_job(images, labels)
            acc(labels, logits)

    print("accuracy: {0:.1f}%".format(g_correct * 100 / g_total))

数字预测

代码：lenet_test.py

预训练模型：lenet_models_1.zip

MNIST 数据集图片mnist_raw_images.zip

import numpy as np
import oneflow as flow
from PIL import Image
import sys
import os
import oneflow.typing as tp

BATCH_SIZE = 1


def usage():
    usageHint = """
usage:
        python {0} <image file>
    eg: 
        python {0} {1}
    """.format(
        os.path.basename(sys.argv[0]), os.path.join(".", "9.png")
    )
    print(usageHint)


def lenet(data, train=False):
    initializer = flow.truncated_normal(0.1)
    conv1 = flow.layers.conv2d(
        data,
        32,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv1",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool1 = flow.nn.max_pool2d(
        conv1, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool1", data_format="NCHW"
    )
    conv2 = flow.layers.conv2d(
        pool1,
        64,
        5,
        padding="SAME",
        activation=flow.nn.relu,
        name="conv2",
        kernel_initializer=initializer,
    )
    pool2 = flow.nn.max_pool2d(
        conv2, ksize=2, strides=2, padding="SAME", name="pool2", data_format="NCHW"
    )
    reshape = flow.reshape(pool2, [pool2.shape[0], -1])
    hidden = flow.layers.dense(
        reshape,
        512,
        activation=flow.nn.relu,
        kernel_initializer=initializer,
        name="dense1",
    )
    if train:
        hidden = flow.nn.dropout(hidden, rate=0.5, name="dropout")
    return flow.layers.dense(hidden, 10, kernel_initializer=initializer, name="dense2")


@flow.global_function(type="predict")
def eval_job(
    images: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE, 1, 28, 28), dtype=flow.float),
    labels: tp.Numpy.Placeholder((BATCH_SIZE,), dtype=flow.int32),
) -> tp.Numpy:
    with flow.scope.placement("gpu", "0:0"):
        logits = lenet(images, train=False)
    return logits


def load_image(file):
    im = Image.open(file).convert("L")
    im = im.resize((28, 28), Image.ANTIALIAS)
    im = np.array(im).reshape(1, 1, 28, 28).astype(np.float32)
    im = (im - 128.0) / 255.0
    im.reshape((-1, 1, 1, im.shape[1], im.shape[2]))
    return im


def main():
    if len(sys.argv) != 2:
        usage()
        return

    check_point = flow.train.CheckPoint()
    check_point.load("./lenet_models_1")

    image = load_image(sys.argv[1])
    logits = eval_job(image, np.zeros((1,)).astype(np.int32))

    prediction = np.argmax(logits, 1)
    print("prediction: {}".format(prediction[0]))


if __name__ == "__main__":
    main()

3.总结

可以看出OneFlow模型搭建和训练还是很简单易用的，迁移到此框架成本不大。笔者要息笔锻炼一下了，希望大家都保持个好身体（~~）。。

-1.参考

-10.『王霸之路』从0.1到2.0一文看尽TensorFlow奋斗史 - 极简AI·小宋是呢的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/85111240

-11.https://docs.oneflow.org/build_ship/install.html

最后

以上就是独特银耳汤为你收集整理的『深度应用』OneFlow快速上手指南的全部内容，希望文章能够帮你解决『深度应用』OneFlow快速上手指南所遇到的程序开发问题。

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本图文内容来源于网友提供，作为学习参考使用，或来自网络收集整理，版权属于原作者所有。

本文分类：深度学习
浏览次数：66 次浏览
发布日期：2024-01-26 21:05:30
本文链接：https://www.kaopuke.com/article/k-p-k_13_u_23_okf3_13_j_26_z.html

『深度应用』OneFlow快速上手指南

概述

0.引子

1.上手

代码解读

2.解析

global_function装饰器

指定优化特征

返回一个结果的例子

返回多个结果的例子

同步与异步调用

模型的初始化与保存

模型的加载

校验作业函数的编写

迭代校验

预测图片

完整代码

训练模型

校验模型

数字预测

3.总结

-1.参考

最后

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『深度应用』OneFlow快速上手指南

概述

0.引子

1.上手

代码解读

2.解析

global_function装饰器

指定优化特征

返回一个结果的例子

返回多个结果的例子

同步与异步调用

模型的初始化与保存

模型的加载

校验作业函数的编写

迭代校验

预测图片

完整代码

训练模型

校验模型

数字预测

3.总结

-1.参考

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