test_train_inference_python.md

# 基础训练预测功能测试

基础训练预测功能测试的主程序为`test_train_inference_python.sh`，可以测试基于Python的模型训练、评估、推理等基本功能，包括裁剪、量化、蒸馏。

## 1. 测试结论汇总

- 训练相关：

| 算法名称 | 模型名称 | 单机单卡 | 单机多卡 | 多机多卡 | 模型压缩（单机多卡） |
|  :----  |   :----  |    :----  |  :----   |  :----   |  :----   |
|  DB  | ch_ppocr_mobile_v2.0_det| 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练：FPGM裁剪、PACT量化 <br> 离线量化（无需训练） |
|  DB  | ch_ppocr_server_v2.0_det| 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练：FPGM裁剪、PACT量化 <br> 离线量化（无需训练） |
| CRNN | ch_ppocr_mobile_v2.0_rec| 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练：PACT量化 <br> 离线量化（无需训练） |
| CRNN | ch_ppocr_server_v2.0_rec| 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练：PACT量化 <br> 离线量化（无需训练） |
|PP-OCR| ch_ppocr_mobile_v2.0| 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | - |
|PP-OCR| ch_ppocr_server_v2.0| 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | - |
|PP-OCRv2| ch_PP-OCRv2 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | 正常训练 <br> 混合精度 | - |


- 预测相关：基于训练是否使用量化，可以将训练产出的模型可以分为`正常模型`和`量化模型`，这两类模型对应的预测功能汇总如下，

| 模型类型 |device | batchsize | tensorrt | mkldnn | cpu多线程 |
|  ----   |  ---- |   ----   |  :----:  |   :----:   |  :----:  |
| 正常模型 | GPU | 1/6 | fp32/fp16 | - | - |
| 正常模型 | CPU | 1/6 | - | fp32 | 支持 |
| 量化模型 | GPU | 1/6 | int8 | - | - |
| 量化模型 | CPU | 1/6 | - | int8 | 支持 |


## 2. 测试流程
### 2.1 安装依赖
- 安装PaddlePaddle >= 2.0
- 安装PaddleOCR依赖
    ```
    pip3 install  -r ../requirements.txt
    ```
- 安装autolog（规范化日志输出工具）
    ```
    git clone https://github.com/LDOUBLEV/AutoLog
    cd AutoLog
    pip3 install -r requirements.txt
    python3 setup.py bdist_wheel
    pip3 install ./dist/auto_log-1.0.0-py3-none-any.whl
    cd ../
    ```


### 2.2 功能测试
先运行`prepare.sh`准备数据和模型，然后运行`test_train_inference_python.sh`进行测试，最终在```PTDN/output```目录下生成`python_infer_*.log`格式的日志文件。


`test_train_inference_python.sh`包含5种运行模式，每种模式的运行数据不同，分别用于测试速度和精度，分别是：

- 模式1：lite_train_infer，使用少量数据训练，用于快速验证训练到预测的走通流程，不验证精度和速度；
```shell
bash PTDN/prepare.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'lite_train_infer'
bash PTDN/test_train_inference_python.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'lite_train_infer'
```  

- 模式2：whole_infer，使用少量数据训练，一定量数据预测，用于验证训练后的模型执行预测，预测速度是否合理；
```shell
bash PTDN/prepare.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'whole_infer'
bash PTDN/test_train_inference_python.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'whole_infer'
```  

- 模式3：infer，不训练，全量数据预测，走通开源模型评估、动转静，检查inference model预测时间和精度;
```shell
bash PTDN/prepare.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'infer'
# 用法1:
bash PTDN/test_train_inference_python.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'infer'
# 用法2: 指定GPU卡预测，第三个传入参数为GPU卡号
bash PTDN/test_train_inference_python.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'infer' '1'
```  

- 模式4：whole_train_infer，CE： 全量数据训练，全量数据预测，验证模型训练精度，预测精度，预测速度；
```shell
bash PTDN/prepare.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'whole_train_infer'
bash PTDN/test_train_inference_python.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'whole_train_infer'
```  

- 模式5：klquant_infer，测试离线量化；
```shell
bash PTDN/prepare.sh ./PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt 'klquant_infer'
bash PTDN/test_train_inference_python.sh PTDN/configs/ppocr_det_mobile_params.txt  'klquant_infer'
```


### 2.3 精度测试

使用compare_results.py脚本比较模型预测的结果是否符合预期，主要步骤包括：
- 提取日志中的预测坐标；
- 从本地文件中提取保存好的坐标结果；
- 比较上述两个结果是否符合精度预期，误差大于设置阈值时会报错。

#### 使用方式
运行命令：
```shell
python3.7 PTDN/compare_results.py --gt_file=./PTDN/results/python_*.txt  --log_file=./PTDN/output/python_*.log --atol=1e-3 --rtol=1e-3
```

参数介绍：  
- gt_file： 指向事先保存好的预测结果路径，支持*.txt 结尾，会自动索引*.txt格式的文件，文件默认保存在PTDN/result/ 文件夹下
- log_file: 指向运行PTDN/test_train_inference_python.sh 脚本的infer模式保存的预测日志，预测日志中打印的有预测结果，比如：文本框，预测文本，类别等等，同样支持python_infer_*.log格式传入
- atol: 设置的绝对误差
- rtol: 设置的相对误差

#### 运行结果

正常运行效果如下图：
<img src="compare_right.png" width="1000">

出现不一致结果时的运行输出：
<img src="compare_wrong.png" width="1000">


## 3. 更多教程
本文档为功能测试用，更丰富的训练预测使用教程请参考：  
[模型训练](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleOCR/blob/dygraph/doc/doc_ch/training.md)  
[基于Python预测引擎推理](https://github.com/PaddlePaddle/PaddleOCR/blob/dygraph/doc/doc_ch/inference.md)