Selecione operadores do TensorFlow

Como a biblioteca de operadores integrada do TensorFlow Lite oferece suporte apenas a um número limitado de operadores do TensorFlow, nem todo modelo é conversível. Para obter detalhes, consulte compatibilidade do operador .

Para permitir a conversão, os usuários podem habilitar o uso de determinadas operações do TensorFlow em seu modelo TensorFlow Lite. No entanto, a execução de modelos do TensorFlow Lite com operações do TensorFlow requer a extração do tempo de execução principal do TensorFlow, o que aumenta o tamanho binário do interpretador do TensorFlow Lite. Para Android, você pode evitar isso criando seletivamente apenas as operações necessárias do Tensorflow. Para obter detalhes, consulte reduzir o tamanho binário .

Este documento descreve como converter e executar um modelo do TensorFlow Lite contendo operações do TensorFlow em uma plataforma de sua escolha. Ele também discute métricas de desempenho e tamanho e limitações conhecidas .

Converter um modelo

O exemplo a seguir mostra como gerar um modelo do TensorFlow Lite com operações selecionadas do TensorFlow.

import tensorflow as tf

converter = tf.lite.TFLiteConverter.from_saved_model(saved_model_dir)
converter.target_spec.supported_ops = [
  tf.lite.OpsSet.TFLITE_BUILTINS, # enable TensorFlow Lite ops.
  tf.lite.OpsSet.SELECT_TF_OPS # enable TensorFlow ops.
]
tflite_model = converter.convert()
open("converted_model.tflite", "wb").write(tflite_model)

Executar inferência

Ao usar um modelo do TensorFlow Lite que foi convertido com suporte para operações selecionadas do TensorFlow, o cliente também deve usar um tempo de execução do TensorFlow Lite que inclua a biblioteca necessária de operações do TensorFlow.

AAR Android

Para reduzir o tamanho binário, crie seus próprios arquivos AAR personalizados conforme orientado na próxima seção . Se o tamanho binário não for uma preocupação considerável, recomendamos usar o AAR pré-construído com operações do TensorFlow hospedadas no MavenCentral .

Você pode especificar isso em suas dependências build.gradle adicionando-o junto com o TensorFlow Lite AAR padrão da seguinte maneira:

dependencies {
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite:0.0.0-nightly-SNAPSHOT'
    // This dependency adds the necessary TF op support.
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-select-tf-ops:0.0.0-nightly-SNAPSHOT'
}

Para usar snapshots noturnos, certifique-se de ter adicionado o repositório de snapshots Sonatype .

Depois de adicionar a dependência, o delegado necessário para lidar com as operações do TensorFlow do gráfico deverá ser instalado automaticamente para os gráficos que as exigem.

android {
    defaultConfig {
        ndk {
            abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a'
        }
    }
}

Construindo o Android AAR

Para reduzir o tamanho binário ou outros casos avançados, você também pode construir a biblioteca manualmente. Supondo um ambiente de compilação do TensorFlow Lite funcional , crie o Android AAR com operações selecionadas do TensorFlow da seguinte maneira:

sh tensorflow/lite/tools/build_aar.sh \
  --input_models=/a/b/model_one.tflite,/c/d/model_two.tflite \
  --target_archs=x86,x86_64,arm64-v8a,armeabi-v7a

Isso gerará o arquivo AAR bazel-bin/tmp/tensorflow-lite.aar para operações integradas e personalizadas do TensorFlow Lite; e gere o arquivo AAR bazel-bin/tmp/tensorflow-lite-select-tf-ops.aar para operações do TensorFlow. Se você não tiver um ambiente de compilação funcional, também poderá criar os arquivos acima com docker .

A partir daí, você pode importar os arquivos AAR diretamente para o seu projeto ou publicar os arquivos AAR personalizados em seu repositório Maven local:

mvn install:install-file \
  -Dfile=bazel-bin/tmp/tensorflow-lite.aar \
  -DgroupId=org.tensorflow \
  -DartifactId=tensorflow-lite -Dversion=0.1.100 -Dpackaging=aar
mvn install:install-file \
  -Dfile=bazel-bin/tmp/tensorflow-lite-select-tf-ops.aar \
  -DgroupId=org.tensorflow \
  -DartifactId=tensorflow-lite-select-tf-ops -Dversion=0.1.100 -Dpackaging=aar

Por fim, no build.gradle do seu aplicativo, certifique-se de ter a dependência mavenLocal() e substitua a dependência padrão do TensorFlow Lite por aquela que tem suporte para operações selecionadas do TensorFlow:

allprojects {
    repositories {
        mavenCentral()
        maven {  // Only for snapshot artifacts
            name 'ossrh-snapshot'
            url 'https://oss.sonatype.org/content/repositories/snapshots'
        }
        mavenLocal()
    }
}

dependencies {
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite:0.1.100'
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-select-tf-ops:0.1.100'
}

iOS

Usando CocoaPods

O TensorFlow Lite fornece CocoaPods de operações TF selecionadas pré-construídas todas as noites para arm64 , dos quais você pode confiar junto com o TensorFlowLiteSwift ou TensorFlowLiteObjC CocoaPods.

# In your Podfile target:
  pod 'TensorFlowLiteSwift'   # or 'TensorFlowLiteObjC'
  pod 'TensorFlowLiteSelectTfOps', '~> 0.0.1-nightly'

Depois de executar pod install , você precisa fornecer um sinalizador de vinculador adicional para forçar o carregamento da estrutura select TF ops em seu projeto. No seu projeto Xcode, vá para Build Settings -> Other Linker Flags e adicione:

Para versões >= 2.9.0:

-force_load $(SRCROOT)/Pods/TensorFlowLiteSelectTfOps/Frameworks/TensorFlowLiteSelectTfOps.xcframework/ios-arm64/TensorFlowLiteSelectTfOps.framework/TensorFlowLiteSelectTfOps

Para versões <2.9.0:

-force_load $(SRCROOT)/Pods/TensorFlowLiteSelectTfOps/Frameworks/TensorFlowLiteSelectTfOps.framework/TensorFlowLiteSelectTfOps

Você poderá então executar qualquer modelo convertido com SELECT_TF_OPS em seu aplicativo iOS. Por exemplo, você pode modificar o aplicativo iOS de classificação de imagens para testar o recurso de seleção de operações TF.

• Substitua o arquivo de modelo por aquele convertido com SELECT_TF_OPS ativado.
• Adicione a dependência TensorFlowLiteSelectTfOps ao Podfile conforme as instruções.
• Adicione o sinalizador de vinculador adicional como acima.
• Execute o aplicativo de exemplo e veja se o modelo funciona corretamente.

Usando Bazel + Xcode

O TensorFlow Lite com operações selecionadas do TensorFlow para iOS pode ser criado usando o Bazel. Primeiro, siga as instruções de compilação do iOS para configurar corretamente o espaço de trabalho do Bazel e o arquivo .bazelrc .

Depois de configurar o espaço de trabalho com suporte para iOS habilitado, você pode usar o comando a seguir para criar a estrutura select TF ops addon, que pode ser adicionada sobre o TensorFlowLiteC.framework regular. Observe que a estrutura select TF ops não pode ser construída para a arquitetura i386 , portanto, você precisa fornecer explicitamente a lista de arquiteturas de destino, excluindo i386 .

bazel build -c opt --config=ios --ios_multi_cpus=arm64,x86_64 \
  //tensorflow/lite/ios:TensorFlowLiteSelectTfOps_framework

Isso irá gerar a estrutura no diretório bazel-bin/tensorflow/lite/ios/ . Você pode adicionar esta nova estrutura ao seu projeto Xcode seguindo etapas semelhantes descritas na seção de configurações do projeto Xcode no guia de construção do iOS.

Depois de adicionar a estrutura ao projeto do aplicativo, um sinalizador de vinculador adicional deve ser especificado no projeto do aplicativo para forçar o carregamento da estrutura selecionada de operações do TF. No seu projeto Xcode, vá para Build Settings -> Other Linker Flags e adicione:

-force_load <path/to/your/TensorFlowLiteSelectTfOps.framework/TensorFlowLiteSelectTfOps>

C/C++

Se você estiver usando o Bazel ou o CMake para criar o interpretador do TensorFlow Lite, poderá ativar o delegado Flex vinculando uma biblioteca compartilhada de delegado Flex do TensorFlow Lite. Você pode construí-lo com o Bazel como o seguinte comando.

bazel build -c opt --config=monolithic tensorflow/lite/delegates/flex:tensorflowlite_flex

Este comando gera a seguinte biblioteca compartilhada em bazel-bin/tensorflow/lite/delegates/flex .

Observe que o TfLiteDelegate necessário será instalado automaticamente ao criar o interpretador em tempo de execução, desde que a biblioteca compartilhada esteja vinculada. Não é necessário instalar explicitamente a instância delegada, como normalmente é necessário com outros tipos de delegado.

Pitão

O TensorFlow Lite com operações selecionadas do TensorFlow será instalado automaticamente com o pacote pip do TensorFlow . Você também pode optar por instalar apenas o pacote pip do TensorFlow Lite Interpreter .

Métricas

Desempenho

Ao usar uma mistura de operações integradas e selecionadas do TensorFlow, todas as mesmas otimizações e operações integradas otimizadas do TensorFlow Lite estarão disponíveis e utilizáveis ​​com o modelo convertido.

A tabela a seguir descreve o tempo médio necessário para executar a inferência no MobileNet em um Pixel 2. Os tempos listados são uma média de 100 execuções. Esses alvos foram criados para Android usando os sinalizadores: --config=android_arm64 -c opt .

Tamanho binário

A tabela a seguir descreve o tamanho binário do TensorFlow Lite para cada build. Esses alvos foram criados para Android usando --config=android_arm -c opt .

(1) Essas bibliotecas são construídas seletivamente para o modelo i3d-kinetics-400 com 8 operações integradas TFLite e 3 operações Tensorflow. Para obter mais detalhes, consulte a seção Reduzir o tamanho binário do TensorFlow Lite .

Limitações conhecidas

• Tipos não compatíveis: determinadas operações do TensorFlow podem não oferecer suporte ao conjunto completo de tipos de entrada/saída normalmente disponíveis no TensorFlow.

Atualizações

• Versão 2.6
  • O suporte para operadores baseados em atributos GraphDef e inicializações de recursos HashTable foram aprimorados.
• Versão 2.5
  • Você pode aplicar uma otimização conhecida como quantização pós-treinamento
• Versão 2.4
  • A compatibilidade com delegados acelerados por hardware melhorou