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## 使用说明
`tf2paddle.py`提供了将TensorFlow训练的模型转换为PaddlePaddle可使用的模型的接口`TFModelConverter`,其封装了图像领域常用的Convolution、BatchNorm等layer的转换函数,可以完成VGG、ResNet等常用模型的转换。模型转换的基本过程是:基于TensorFlow的Python API获取variable,将各variable对应到PaddlePaddle中layer的参数,进行适配后序列化保存输出可以直接为PaddlePaddle的Python API加载使用的模型文件
`tf2paddle.py`脚本中的工具类`TFModelConverter`实现了将TensorFlow训练好的模型文件转换为PaddlePaddle可加载的模型文件。目前能够支持图像领域常用的:卷积(`Convolution`)层、`Batch Normalization`层和全连接(`Full Connection`)层。图像领域常用的 `ResNet` `VGG` 网络都以这些层此为基础,使用TensorFlow训练的`ResNet``VGG`模型能够被转换为PaddlePaddle可加载的模型,进一步用于预训练或是预测服务的开发等
为使TensorFlow模型中的variable能够正确对应到PaddlePaddle模型中layer的参数,正确完成转换,模型转换具有如下约束:
模型转换的基本流程是:
1. 将TensorFlow模型等价地使用PaddlePaddle Python API接口进行改写。
1. 在TensorFlow中可学习参数用 `Variable` 表示,基于TensorFlow的Python API获取网络中的 Variable。
1. 确定TensorFlow模型中`Variable`与PaddlePaddle中`paddle.layer`的可学习参数的对应关系。
1. 对TensorFlow中的`Variable`进行一定的适配(详见下文),转化为PaddlePaddle中的参数存储格式并进行序列化保存。
- 支持TensorFlow中conv2d,batchnorm,fc这三种带有trainable variable的Operator中参数的转换。 - TensorFlow配置中同一Operator内的variable属于相同的scope,以此将variable划分到不同的layer。
- conv2d、batchnorm、fc的scope需分别包含conv、bn、fc,以此获取对应layer的type;亦可以通过为`TFModelConverter`传入`layer_type_map``dict`,将scope映射到对应的layer type来规避此项约束。
- conv2d、fc中variable的顺序为先weight后bias,batchnorm中variable的顺序为scale、shift、mean、var,以此将variable对应到layer中相应位置的参数。
- TensorFlow网络拓扑顺序需和PaddlePaddle网络拓扑顺序一致,尤其注意具有分支时左右分支的顺序。这是针对模型转换和PaddlePaddle网络配置均使用PaddlePaddle默认参数命名的情况,此时将根据拓扑顺序进行参数命名;若PaddlePaddle网络配置中自定义了param的name,可以通过为`TFModelConverter`传入`layer_name_map``param_name_map``dict`,在模型转换时将variable的name映射为PaddlePaddle配置中param的name。
### 需要遵守的约定
此外,要求提供`build_model`接口以从此构建TensorFlow网络,加载模型并返回session。可参照如下示例
为使TensorFlow模型中的`Variable`能够正确对应到`paddle.layer`中的可学习参数,目前版本在使用时有如下约束需要遵守
```python
def build_model():
build_graph()
sess = tf.Session(config=tf.ConfigProto(allow_soft_placement=True))
sess.run(tf.tables_initializer())
saver = tf.train.Saver()
saver.restore(sess, 'model/model.ckpt')
return sess
```
1. 目前仅支持将TensorFlow中 `conv2d``batchnorm``fc`这三种带有可学习`Variable`的Operator训练出的参数向PaddlePaddle模型参数转换。
1. TensorFlow网络配置中同一Operator内的`Variable`属于相同的scope,以此为依据将`Variable`划分到不同的`paddle.layer`
1. `conv2d``batchnorm``fc`的scope需分别包含`conv``bn``fc`,以此获取对应`paddle.layer`的类型。也可以通过为`TFModelConverter`传入`layer_type_map``dict`,将scope映射到对应的`paddle.layer`的type来规避此项约束。
1. `conv2d``fc``Variable`的顺序为:先可学习`Weight``Bias``batchnorm``Variable`的顺序为:`scale``shift``mean``var`,请注意参数存储的顺序将`Variable`对应到`paddle.layer.batch_norm`相应位置的参数。
1. TensorFlow网络拓扑顺序需和PaddlePaddle网络拓扑顺序一致,尤其注意具有分支时左右分支的顺序。这是针对模型转换和PaddlePaddle网络配置均使用PaddlePaddle默认参数命名的情况,此时将根据拓扑顺序进行参数命名。
1. 若PaddlePaddle网络配置中需要通过调用`param_attr=paddle.attr.Param(name="XX"))`显示地设置可学习参数名字,这时可通过为`TFModelConverter`传入`layer_name_map``param_name_map`字典(类型为Python `dict`),在模型转换时将`Variable`的名字映射为所对应的`paddle.layer.XX`中可学习参数的名字。
1. 要求提供`build_model`接口以从此构建TensorFlow网络,加载模型并返回session。可参照如下示例进行编写:
```python
def build_model():
build_graph()
sess = tf.Session(config=tf.ConfigProto(allow_soft_placement=True))
sess.run(tf.tables_initializer())
saver = tf.train.Saver()
saver.restore(sess, 'model/model.ckpt')
return sess
```
在完成以上内容后,`TFModelConverter`使用如下:
### 使用说明
按照以上原则操作后,`tf2paddle.py` 脚本的`main`函数提供了一个调用示例,将TensorFlow训练的`ResNet50`模型转换为PaddlePaddle可加载模型。若要对其它各种自定义的模型进行转换,只需修改相关变量的值,在终端执行`python tf2paddle.py`即可。
下面是一个简单的调用示例:
```python
# 定义相关变量
......@@ -35,8 +48,7 @@ converter = TFModelConverter(tf_net=tf_net,
converter.convert()
```
`tf2paddle.py`中已提供以上步骤,修改其中相关变量的值后执行`python tf2paddle.py`即可完成模型转换。
此外,在使用转换得到的模型时需要注意:
### 注意事项
- 由于TensorFlow中的padding机制较为特殊,在编写PaddlePaddle网络配置时对conv这种需要padding的layer可能需要推算size后在conv外使用pad_layer进行padding。 - 与TensorFlow多使用NHWC的data_format不同,PaddlePaddle使用NCHW的输入数据。
1. 由于TensorFlow中的padding机制较为特殊,在编写PaddlePaddle网络配置时,对`paddle.layer.conv`这种需要padding的层可能需要推算size后在`paddle.layer.conv`外使用`paddle.layer.pad`进行padding。
1. 与TensorFlow图像输入多使用NHWC的数据组织格式有所不同,PaddlePaddle按照NCHW的格式组织图像输入数据。
......@@ -6,9 +6,11 @@ import gzip
import tarfile
import cStringIO
import numpy as np
import tensorflow as tf
from paddle.proto.ParameterConfig_pb2 import ParameterConfig
from paddle.trainer_config_helpers.default_decorators import wrap_name_default
import tensorflow as tf
class ModelConverter(object):
......
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