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使用C#把Tensorflow訓練的.pb文件用在生產環境

part 類庫 session 交互 實現 input 保存 nco filename

訓練了很久的Tf模型,終於要到生產環境中去考研一番了。今天花費了一些時間去研究tf的模型如何在生產環境中去使用。大概整理了這些方法。

繼續使用分步驟保存了的ckpt文件

這個貌似脫離不了tensorflow框架,而且生成的ckpt文件比較大,發布到生產環境的時候,還得把python的算法文件一起搞上去,如何和其他程序交互,可能還得自己去寫服務。估計很少有人這麽做,貌似性能也很一般。

使用tensorflow Serving

tf Serving貌似是大家都比較推崇的方法。需要編譯tfServing,然後把模型導出來。直接執行tf Serving的進程,就可以對外提供服務了。具體調用的時候,還得自己寫客戶端,使用人gRPC去調用Serving,然後再對外提供服務,聽上去比較麻煩。而且我今天沒太多的時間去研究gRPC,網絡上關於客戶端很多都是用python寫的,我感覺自己的python水平比較菜,沒信心能寫好。所以這個方式就先沒研究。

生產.pb文件,然後寫程序去調用.pb文件

生成了.pb文件以後,就可以被程序去直接調用,傳入參數,然後就可以傳出來參數,而且生成的.pb文件非常的小。而我又有比較豐富的.net開發經驗。在想,是否可以用C#來解析.pb文件,然後做一個.net core的對外服務的API,這樣貌似更加高效,關鍵是自己熟悉這款的開發,不用花費太多的時間去摸索。、

具體的思路

使用.net下面的TensorFlow框架tensorflowSharp(貌似還是沒脫離了框架).去調用pb文件,然後做成.net core web API 對外提供服務。

具體的實現

直接上代碼,非常簡單,本身設計到tensorflowsharp的地方非常的少

            var graph = new TFGraph();
            //重點是下面的這句,把訓練好的pb文件給讀出來字節,然後導入
            var model = File.ReadAllBytes(model_file);
            graph.Import(model);

                Console.WriteLine("請輸入一個圖片的地址");
                var src = Console.ReadLine();
                var tensor = ImageUtil.CreateTensorFromImageFile(src);
                
                using (var sess = new TFSession(graph))
                {
                    var runner = sess.GetRunner();
                    runner.AddInput(graph["Cast_1"][0], tensor);
                    var r = runner.Run(graph.softmax(graph["softmax_linear/softmax_linear"][0]));
                    var v = (float[,])r.GetValue();
                    Console.WriteLine(v[0,0]);
                    Console.WriteLine(v[0, 1]);
                }

ImageUtil這個類庫是tensorflowSharp官方的例子中一個把圖片轉成tensor的類庫,我直接copy過來了,根據我的網絡,修改了幾個參數。

public static class ImageUtil
    {
        public static TFTensor CreateTensorFromImageFile(byte[] contents, TFDataType destinationDataType = TFDataType.Float)
        {
            var tensor = TFTensor.CreateString(contents);

            TFOutput input, output;

            // Construct a graph to normalize the image
            using (var graph = ConstructGraphToNormalizeImage(out input, out output, destinationDataType))
            {
                // Execute that graph to normalize this one image
                using (var session = new TFSession(graph))
                {
                    var normalized = session.Run(
                        inputs: new[] { input },
                        inputValues: new[] { tensor },
                        outputs: new[] { output });

                    return normalized[0];
                }
            }
        }
        // Convert the image in filename to a Tensor suitable as input to the Inception model.
        public static TFTensor CreateTensorFromImageFile(string file, TFDataType destinationDataType = TFDataType.Float)
        {
            var contents = File.ReadAllBytes(file);

            // DecodeJpeg uses a scalar String-valued tensor as input.
            var tensor = TFTensor.CreateString(contents);

            TFOutput input, output;

            // Construct a graph to normalize the image
            using (var graph = ConstructGraphToNormalizeImage(out input, out output, destinationDataType))
            {
                // Execute that graph to normalize this one image
                using (var session = new TFSession(graph))
                {
                    var normalized = session.Run(
                        inputs: new[] { input },
                        inputValues: new[] { tensor },
                        outputs: new[] { output });

                    return normalized[0];
                }
            }
        }

        // The inception model takes as input the image described by a Tensor in a very
        // specific normalized format (a particular image size, shape of the input tensor,
        // normalized pixel values etc.).
        //
        // This function constructs a graph of TensorFlow operations which takes as
        // input a JPEG-encoded string and returns a tensor suitable as input to the
        // inception model.
        private static TFGraph ConstructGraphToNormalizeImage(out TFOutput input, out TFOutput output, TFDataType destinationDataType = TFDataType.Float)
        {
            // Some constants specific to the pre-trained model at:
            // https://storage.googleapis.com/download.tensorflow.org/models/inception5h.zip
            //
            // - The model was trained after with images scaled to 224x224 pixels.
            // - The colors, represented as R, G, B in 1-byte each were converted to
            //   float using (value - Mean)/Scale.

            const int W = 128;
            const int H = 128;
            const float Mean = 0;
            const float Scale = 1f;

            var graph = new TFGraph();
            input = graph.Placeholder(TFDataType.String);

            output = graph.Cast(
                graph.Div(x: graph.Sub(x: graph.ResizeBilinear(images: graph.ExpandDims(input: graph.Cast(graph.DecodeJpeg(contents: input, channels: 3), DstT: TFDataType.Float),
                            dim: graph.Const(0, "make_batch")),
                        size: graph.Const(new int[] { W, H }, "size")),
                    y: graph.Const(Mean, "mean")),
                y: graph.Const(Scale, "scale")), destinationDataType);

            return graph;
        }
    }

搞定

使用C#把Tensorflow訓練的.pb文件用在生產環境