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MegEngine/mgeconvert

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MgeConvert

MgeConvert 是适用于 MegEngine 模型的转换器, 可将MegEngine导出的mge静态图模型或TracedModule模型转换为第三方模型文件。

目前支持转换的第三方框架有 Caffe、ONNX 和 TFLite，支持的模型包括 ResNet、ResNext、ShuffleNet 等，如果需要适配其他模型, 可能需要添加更多的算子支持。

目前，MgeConvert 亦支持将 ONNX 模型转换到 mge/TracedModule 模型。

mgeconvert

MgeConvert转换器的结构包含前端、中间表示（IR）、后端三个部分：

  1. 前端的部分位于 frontend 目录下, 支持 mge 和 traced module 模型格式，可以将 MegEngine 序列化出来的计算图转为IR图结构
  2. IR部分位于 converter_ir目录下，包含图和 IR 算子定义、对计算图做变换的 transform rules 以及对量化模型处理的量化器
  3. 后端的部分位于 backend 目录下，包含caffe、onnx、tflite的转换器，可以将IR图结构转换为第三方框架的模型文件

Feature 支持说明

  • ✅ 已支持，并完成测试
  • 📝 未支持，或尚未测试完全
  • 💥 明确不支持
TracedModule tflite caffe onnx torchscript
QAT ✅ ✅ 📝 ✅
Quantized ✅ 💥 📝 💥
Float32 ✅ ✅ ✅ ✅
Mge tflite caffe onnx
QAT 💥 💥 💥
Quantized 📝 💥 📝
Float32 ✅ ✅ ✅

依赖说明

MgeConvert 基于 MegEngine 工作，因此确保您的电脑已经安装 MegEngine(>=1.0)。

  1. caffe
  • Python packages: protobuf>=3.11.0
  1. onnx
  • Python packages: protobuf, onnx>=1.8.0, onnxruntime, onnxoptimizer==0.2.7, onnx-simplifier==0.3.6
  1. tflite
  • Python packages: pybind11==2.6.2
  • third party: flatbuffers==1.12.0
  1. torchscript
  • torch >= 1.10

⚠️ 安装时以上依赖覆盖本地版本

安装方式

如果安装过0.5.0及之前版本的mgeconvert，重新安装前请先使用sudo权限卸载旧版本：

sudo pip3 uninstall mgeconvert

pip 安装(推荐)

mgeconvert v1.0.0 开始支持源码包安装:

  • 以 caffe 为例，下面这条指令将安装caffe 转换器并处理相关依赖：
pip3 install mgeconvert --user --install-option="--targets=caffe"

--targets 的可选值有 caffe、onnx、tflite 和 all。 all 代表安装全部转换器。可选值支持组合传入，比如 --targets=caffe,tflite 。

tflite 转换器的schema默认使用r2.3版本，支持使用参数 tfversion 选择tflite schema的版本, 比如 --install-option="--targets=tflite --tfversion=r2.4"

源代码安装

安装选项说明同上，以 caffe 为例，下面的命令将安装0.5.0版本的caffe转换器：

git clone https://github.com/MegEngine/[email protected]
cd mgeconvert
pip3 install . --user --install-option="--targets=caffe"

⚠️ 如果需要转换TracedModule模型，请安装0.5.0及以上版本

使用方式

转换器按输入模型格式主要分为两种：

  1. 使用megengine jit.trace dump 出来的序列化模型，这类模型的转换器以 mge_to 命名
  2. TracedModule 导出的序列化模型，这类模型的转换器以 tracedmodule_to 命名

1. 命令行使用

执行脚本位于 ~/.local/bin 文件夹内，使用前需要将此路径加入到环境变量 PATH 中。

命令行支持命令补全，执行 convert --init 即可使用。

查询支持的转换框架，结果取决于安装时的 --install-option：

convert -h

以 mge模型转 caffe 为例，查询转换参数：

convert mge_to_caffe -h

1.1 ✨ caffe模型转换

1.1.1 float模型转换

  • 转换mge模型的参考命令：
convert mge_to_caffe -i model.mge -c out.prototxt -b out.caffemodel
  • 转换 TracedModule 模型的参考命令：
convert tracedmodule_to_caffe -i model.tm -c out.prototxt -b out.caffemodel

1.1.2 QAT模型转换

mgeconvert 支持将 QAT TracedModule 模型转换到caffe：

  • QAT模型转caffe默认会导出量化参数文件，通过 quantize_file_path 指定量化参数文件路径：
convert tracedmodule_to_caffe -i qat_model.tm -c out.prototxt -b out.caffemodel --quantize_file_path quant_params.json
  • 添加 param_fake_quant 参数可选择对模型参数进行假量化：
convert tracedmodule_to_caffe -i qat_model.tm -c out.prototxt -b out.caffemodel --quantize_file_path quant_params.json --param_fake_quant
  • 如果QAT模型中没有QuantStub对输入数据进行量化处理，可以用 --input_data_type --input_scales --input_zero_points 在转换时指定输入数据的量化类型、scale和zero_point量化参数，如果有多个scale、zero point用逗号隔开 ：
convert tracedmodule_to_caffe -i qat_model.tm -c out.prototxt -b out.caffemodel --quantize_file_path quant_params.json --input_data_type quint8 --input_scales 0.125 --input_zero_points 128

1.2 ✨ tflite模型转换

TFlite转换器支持 float32 和量化的 TracedModule 转换。

1.2.1 float模型转换

转换float模型的命令参考：

convert mge_to_tflite -i model.mge -o out.tflite
convert tracedmodule_to_tflite -i tracedmodule.tm -o out.tflite

1.2.2 QAT模型转换

  • 对于QAT模型，可以通过添加tracedmodule_to_tflite转换器中的 require_quantize 选项，转换出tflite支持的量化数据类型（int8/uint8/int16/int32）量化后的Quantized 模型:
convert tracedmodule_to_tflite -i tracedmodule.tm -o out.tflite --require_quantize

也可不设置 --require_quantize 选项，转换出float32模型和量化参数文件。

convert tracedmodule_to_tflite -i tracedmodule.tm -o out.tflite --quantize_file_path quant_params.json
  • 对于QAT模型，还可以通过设置 --param_fake_quant 参数来选择是否对参数进行假量化。
convert tracedmodule_to_tflite -i tracedmodule.tm -o out.tflite --quantize_file_path quant_params.json --param_fake_quant
  • 如果QAT模型中没有QuantStub对输入数据进行量化处理，可以用 --input_data_type --input_scales --input_zero_points 在转换时指定输入数据的量化类型、scale和zero_point量化参数，如果有多个scale、zero point用逗号隔开：
convert tracedmodule_to_tflite -i tracedmodule.tm -o out.tflite --input_data_type quint8 --input_scales 0.125,0.125 --input_zero_points 128,128 --require_quantize

1.3 ✨ onnx模型互转

mgeconvert 转 onnx 模型支持 opset 7~12 的转换。 onnx 转 mge/TracedModule 对各时期的 opset 变更均进行了适配，理论上没有 opset 的限制。

目前只支持float模型的互转，转换命令参考：

convert mge_to_onnx -i model.mge -o out.onnx
convert tracedmodule_to_onnx -i tracedmodule.tm -o out.onnx
convert onnx_to_mge -i model.onnx -o out.mge
convert onnx_to_tracedmodule -i tracedmodule.onnx -o out.tm

2. python接口使用

可参考wiki中的例子。

FAQ 常见问题说明

  1. 安装时出现类似报错：
error removing /home/user/.local/lib/python3.6/site-packages/mgeconvert-0.5.0-py3.6.egg-info: 
[Errno 13] Permission denied: '/home/user/.local/lib/python3.6/site-packages/mgeconvert-0.5.0-py3.6.egg-info/PKG-INFO'

这是使用sudo安装过旧版本出现的权限问题，先卸载旧版本再安装：

sudo pip3 uninstall mgeconvert
  1. 使用tflite转换器时fbconverter.so出现 undefined symbol错误：
ImportError: /home//lib/python3.6/site-packages/mgeconvert/backend/ir_to_tflite/pyflexbuffers/fbconverter.so: undefined symbol: _ZN11flatbuffers13ClassicLocale9instance_E

这是链接的libflatbuffers.so版本和依赖版本不一致导致的问题，执行以下命令使用mgeconvert编译的libflatbuffers.so ：

export LD_LIBRARY_PATH=$MGECONVERT_PATH/backend/ir_to_tflite/pyflexbuffers/lib:$LD_LIBRARY_PATH

算子支持列表

tracedmodule -> {tflite, caffe, onnx}

tracedmodule:rocket:
mgo:fire:		 TFLite Caffe ONNX
abs ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
average pool2d ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
batchnorm ×
×		 ✓
✓		 ✓
✓
broadcast ×
×		 ✓
✓		 ✓
✓
ceil ×
×		 ×
×		 ✓
✓
concat ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
conv2d ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
convtranspose2d ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
div(true_div) ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
exp ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
elemwise max ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
floor ×
×		 ×
×		 ✓
✓
log ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
matrix mul ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
max pool2d ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
mul ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
pad ✓
×		 ×
×		 ×
×
pow ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
reduce max ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
reduce min ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
reduce mean ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
reduce sum ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
relu ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
relu6 ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
reshape ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
resize ✓
✓		 ×
×		 ✓
✓
sigmoid(logistic) ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
softmax ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
leaky_relu ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
sub ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
slice(subtensor) ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
squeeze(axis_add_remove) ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
tanh ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
typecvt ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
transpose(dimshuffle) ✓
✓		 ✓
✓		 ✓
✓
AdaptiveAvgPool2d ×
×		 ✓
✓		 ✓
✓
flatten ×
×		 ×
×		 ✓
✓

onnx -> {tracedmodule, mge}

ONNX tracedmodule:rocket:
mge:fire:
Abs ✓
✓
AveragePool ✓
✓
Cast ✓
✓
Conv ✓
✓
Clip ✓
✓
Concat ✓
✓
Div ✓
✓
Dropout ✓
✓
Flatten ✓
✓
Gather ✓
✓
Gemm ✓
✓
GlobalAveragePool ✓
✓
GlobalMaxPool ✓
✓
Hardsigmoid ✓
✓
LSTM ✓
✓
MaxPool ✓
✓
Mul ✓
✓
Pow ✓
✓
Reduce ✓
✓
Relu ✓
✓
Reshape ✓
✓
Resize ✓
✓
Shape ✓
✓
Sigmoid ✓
✓
Slice ✓
✓
Softmax ✓
✓
Sqrt ✓
✓
Sub ✓
✓
Transpose ✓
✓
Unsqueeze ✓
✓

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MegEngine到其他框架的转换器

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mgeconvert 1.0.2 Latest
Aug 30, 2022
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