动态离线量化完整示例

本章节介绍使用动态离线量化方法产出量化模型，使用Paddle-Lite加载量化模型进行预测。

动态离线量化方法简单易用，不需要校准数据，主要用于减小模型体积，无法明显提升预测速度。更多模型量化的介绍，请参考量化训练文档，动态离线量化文档，静态离线量化文档。

1 产出量化模型

1.1 准备opt工具

参考opt文档，下载或者编译opt工具，其中可执行文件opt和python版本opt都提供了动态图离线量化功能。

此处使用可执行文件opt工具。我们可以从release界面下载PaddleLite 2.8版本及其以后版本的opt工具。如果本机是linux操作系统，下载opt_linux文件，如果本机是mac操作系统，下载opt_mac。

1.2 产出优化后的量化模型

下载并解压mobilenetv1模型。

  1. wget https://paddle-inference-dist.cdn.bcebos.com/mobilenet_v1.tar.gz
  2. tar zxf mobilenet_v1.tar.gz

使用opt工具，产出优化后的非量化mobilenetv1模型。

  1. ./opt \
  2.     --model_dir=mobilenet_v1 \
  3.     --optimize_out_type=naive_buffer \
  4.     --optimize_out=mobilenet_v1_opt \
  5.     --valid_targets=arm

使用opt工具，开启动态离线量化，设置量化为16比特，产出优化后的mobilenetv1量化模型。

  1. ./opt \
  2.     --model_dir=mobilenet_v1 \
  3.     --optimize_out_type=naive_buffer \
  4.     --optimize_out=mobilenet_v1_int16_opt \
  5.     --valid_targets=arm  \
  6.     --quant_model=true \
  7.     --quant_type=QUANT_INT16

使用opt工具，开启动态离线量化，设置量化为8比特，产出优化后的mobilenetv1量化模型。

  1. ./opt \
  2.     --model_dir=mobilenet_v1 \
  3.     --optimize_out_type=naive_buffer \
  4.     --optimize_out=mobilenet_v1_int8_opt \
  5.     --valid_targets=arm  \
  6.     --quant_model=true \
  7.     --quant_type=QUANT_INT8

对比优化后的模型体积:

  • mobilenet_v1_opt.nb文件是17M

  • mobilenet_v1_int16_opt.nb文件是8.3M

  • mobilenet_v1_int8_opt.nb文件是4.3M

2 部署量化模型

2.1 环境准备

因为需要执行示例，所以需要准备一台armv7或armv8架构的安卓手机。

2.2 编译Android预测库和示例

在Paddle-Lite根目录，执行编译命令。

  1. ./lite/tools/build_android.sh --toolchain=gcc --with_extra=ON full_publish

在Paddle-Lite根目录，进入示例文件。

  1. cd build.lite.android.armv8.gcc/inference_lite_lib.android.armv8/demo/cxx/quant_post_dynamic

执行prepare.sh脚本，会编译可执行文件，同时将测试文件、预测库、测试脚本存放到quant_post_dynamic_demo文件夹。

  1. sh prepare.sh

2.3 执行示例

(1) 设置手机

手机USB连接电脑，打开设置 -> 开发者模式 -> USB调试 -> 允许（授权）当前电脑调试手机。保证当前电脑已经安装adb工具，运行以下命令，确认当前手机设备已被识别：

  1. adb devices
  2. # 如果手机设备已经被正确识别，将输出类似信息
  3. List of devices attached
  4. 017QXM19C1000664    device

(2) 预测部署

将quant_post_dynamic_demo文件夹push到手机端。

  1. adb push quant_post_dynamic_demo /data/local/tmp/quant_post_dynamic_demo

将优化好的模型push到手机端quant_post_dynamic_demo文件夹。

  1. adb push mobilenet_v1_opt.nb /data/local/tmp/quant_post_dynamic_demo
  2. adb push mobilenet_v1_int16_opt.nb /data/local/tmp/quant_post_dynamic_demo
  3. adb push mobilenet_v1_int8_opt.nb /data/local/tmp/quant_post_dynamic_demo

基于相同的输入、预测库、可执行文件，加载量化前后模型进行预测，得到输出。

  1. adb shell
  2. cd /data/local/tmp/quant_post_dynamic_demo
  3. sh run.sh

执行量化前的mobilenetv1模型，log信息如下。

  1. max_value:0.936886
  2. max_index:65
  3. max_value_ground_truth:0.936887
  4. max_index_ground_truth:65
  5. ----------Pass Test----------

执行量化后的mobilenetv1_int16模型，log信息如下。

  1. max_value:0.936943
  2. max_index:65
  3. max_value_ground_truth:0.936887
  4. max_index_ground_truth:65
  5. ----------Pass Test----------

执行量化后的mobilenetv1_int8模型，log信息如下。

  1. max_value:0.937905
  2. max_index:65
  3. max_value_ground_truth:0.936887
  4. max_index_ground_truth:65
  5. ----------Pass Test----------

从log信息中可以发现，量化前后的模型分类结果相同，实际预测的类别概率和真实的类别概率，数值误差较小。