# 图像分类模型自动压缩示例

目录：
- [1. 简介](#1简介)
- [2. Benchmark](#2Benchmark)
- [3. 自动压缩流程](#自动压缩流程)
  - [3.1 准备环境](#31-准备准备)
  - [3.2 准备数据集](#32-准备数据集)
  - [3.3 准备预测模型](#33-准备预测模型)
  - [3.4 自动压缩并产出模型](#34-自动压缩并产出模型)
- [4. 预测部署](#4预测部署)
- [5. FAQ](5FAQ)


## 1. 简介
本示例将以图像分类模型MobileNetV1为例，介绍如何使用PaddleClas中Inference部署模型进行自动压缩。本示例使用的自动压缩策略为量化训练和蒸馏。

## 2. Benchmark
- MobileNetV1模型

| 模型 | 策略 | Top-1 Acc | 耗时(ms) threads=4 |
|:------:|:------:|:------:|:------:|
| MobileNetV1 | Base模型 | 70.90 | 39.041 |
| MobileNetV1 | 量化+蒸馏 | 70.49 | 29.238|

- 测试环境：`SDM710 2*A75(2.2GHz) 6*A55(1.7GHz)`

- MobileNetV1模型

| 模型 | 策略 | Top-1 Acc | 耗时(ms) threads=4 | Inference模型 |
|:------:|:------:|:------:|:------:|:------:|
| MobileNetV1 | Base模型 | 71.0 | - | [Model]() |
| MobileNetV1 | 量化+蒸馏 | 70.22 | -| [Model]() |

- 测试环境：

说明：
- MobileNetV1模型源自[tensorflow/models](http://download.tensorflow.org/models/mobilenet_v1_2018_02_22/mobilenet_v1_1.0_224.tgz)，通过[X2Paddle](https://github.com/PaddlePaddle/X2Paddle)工具转换MobileNetV1预测模型步骤：

(1) 安装X2Paddle的1.3.6以上版本；（pip install x2paddle）

(2) 转换模型：
x2paddle --framework=tensorflow --model=tf_model.pb --save_dir=pd_model

即可得到MobileNetV1模型的预测模型（`model.pdmodel` 和 `model.pdiparams`）。如想快速体验，可直接下载上方表格中MobileNetV1的Base预测模型。

## 3. 自动压缩流程

#### 3.1 准备环境

- python >= 3.6
- PaddlePaddle >= 2.3 （可从[Paddle官网](https://www.paddlepaddle.org.cn/install/quick?docurl=/documentation/docs/zh/install/pip/linux-pip.html)下载安装）
- PaddleSlim develop版本

安装paddlepaddle：
```shell
# CPU
pip install paddlepaddle
# GPU
pip install paddlepaddle-gpu
```

安装paddleslim：
```shell
https://github.com/PaddlePaddle/PaddleSlim.git
python setup.py install
```

#### 3.2 准备数据集
本案例默认以ImageNet1k数据进行自动压缩实验，如数据集为非ImageNet1k格式数据， 请参考[PaddleClas数据准备文档](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleClas/blob/release/2.3/docs/zh_CN/data_preparation/classification_dataset.md)。


#### 3.3 准备预测模型
预测模型的格式为：`model.pdmodel` 和 `model.pdiparams`两个，带`pdmodel`的是模型文件，带`pdiparams`后缀的是权重文件。

注：其他像`__model__`和`__params__`分别对应`model.pdmodel` 和 `model.pdiparams`文件。

可在[PaddleClas预训练模型库](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleClas/blob/release/2.3/docs/zh_CN/algorithm_introduction/ImageNet_models.md)中直接获取Inference模型，具体可参考下方获取MobileNetV1模型示例：

```shell
wget https://paddle-imagenet-models-name.bj.bcebos.com/dygraph/inference/MobileNetV1_infer.tar
tar -xf MobileNetV1_infer.tar
```
也可根据[PaddleClas文档](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleClas/blob/release/2.3/docs/zh_CN/inference_deployment/export_model.md)导出Inference模型。

#### 3.4 自动压缩并产出模型

蒸馏量化自动压缩示例通过run.py脚本启动，会使用接口```paddleslim.auto_compression.AutoCompression```对模型进行量化训练和蒸馏。配置config文件中模型路径、数据集路径、蒸馏、量化和训练等部分的参数，配置完成后便可开始自动压缩。

```shell
# 单卡启动
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0
python run.py \
    --model_dir='MobileNetV1_infer' \
    --model_filename='inference.pdmodel' \
    --params_filename='inference.pdiparams' \
    --save_dir='./output' \
    --batch_size=128 \
    --config_path='./configs/mobilenetv1_qat_dis.yaml'\
    --data_dir='ILSVRC2012'

# 多卡启动
python -m paddle.distributed.launch run.py \
    --model_dir='MobileNetV1_infer' \
    --model_filename='inference.pdmodel' \
    --params_filename='inference.pdiparams' \
    --save_dir='./output' \
    --batch_size=128 \
    --config_path='./configs/mobilenetv1_qat_dis.yaml'\
    --data_dir='ILSVRC2012'
```


## 4.预测部署

- [Paddle Inference Python部署](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleSeg/blob/release/2.5/docs/deployment/inference/python_inference.md)
- [Paddle Inference C++部署](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleSeg/blob/release/2.5/docs/deployment/inference/cpp_inference.md)
- [Paddle Lite部署](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleSeg/blob/release/2.5/docs/deployment/lite/lite.md)

## 5.FAQ
[1.] 如果遇到报错 ```ValueError: var inputs not in this block``` ，则说明模型中的输入变量的名字不是 ```inputs``` ，可以先用netron可视化查看输入变量的名称，然后修改 ```run.py``` 中的第35行中 ``` yield {"inputs": imgs}``` 为 ```yield {${input_tensor_name}: imgs}```。一般PaddleClas产出部署模型的输入名字如果不是 ```inputs```，则是 ```x```。