一、内容和目标

 

1. 实验内容

1. 本实验主要介绍基于星空体育 MLU370 MagicMind 平台的EfficientNetV2 (Tensorflow2, C++/Python3, INT8) 图像分类推理应用的开发方法。

2. 基于 EfficientNetV2 分类网络和星空体育 MLU370 MagicMind 平台，您可以读取本地图像数据作为输入，对图像中的物体进行分类，得到物体所属类别的概率。

 

2. 实验目标

1. 掌握使用星空体育 MLU370 MagicMind 平台进行 AI 模型推理的基本方法。

2. 理解 EfficientNetV2 模型的整体网络结构及其开发调试细节。

3. 熟悉使用 MagicMind Python API 生成模型、C++ API 部署模型的流程。

 

二、前置知识

星空体育软硬件平台介绍

• 硬件：星空体育 MLU370 AI 加速卡

• 框架：Tensorflow 2.5.0、MagicMind 0.14.0

 

三、网络结构

CVPR 2021中提出了全新的EfficientNetV2系列网络，在网络参数量更小、训练速度更快的同时，具备SOTA级别的精度。

EfficientNetV2算法作者在EfficientNetV1的基础上提出了一些改进：

• V1中使用了MBConv结构，其中depthwise conv在专用加速器上的性能并不理想，作者提出了Fused-MBConv，使用conv3x3替换掉MBConv中的conv1x1和depthwise conv3x3，MBConv和Fused-MNBConv的结构如下图所示：

• EfficientNetV2使用了 MBConv 和 Fused-MBConv 的混合结构。

• EfficientNetV2中每个 stage 与 V1 版本相比拥有更多的层数。

• 在训练中通过NAS搜索，寻找MBConv和Fused-MNCBConv结构的最佳组合。

 

EfficientNetV2作为一系列网络的集合，可以通过调整深度和宽度的倍率参数，配置不同规模的网络，EfficientNetV2目前拥有S、M、L、XL，以及为了与EfficientNetV1对比使用了相同倍率参数的b0、b1、b2、b3共8种网络结构。

本次实验使用的 EfficientNetV2-S 网络结构如下表所示：

Stage	Operator	Stride	Channels	Layers
0	Conv3x3	2	24	1
1	Fused-MBConv1, k3x3	1	24	2
2	Fused-MBConv4, k3x3	2	48	4
3	Fused-MBConv4, k3x3	2	64	5
4	MBConv4, k3x3, SE0.25	2	128	6
5	MBConv6, k3x3, SE0.25	1	160	9
6	MBConv6, k3x3, SE0.25	2	256	15
7	Conv1x1 & Pooling & FC	-	1280	1

 

四、模型推理

模型推理整体流程如下图所示，主要包含模型工程准备，模型生成和模型部署三部分：

 

STEP 1. 工程准备

1. 准备txt中的依赖。

2. 下载原始 EfficientNetv2 工程，本实验已经提供工程环境，EfficientNetv2源代码在offical_repo目录下。

3. 下载 EfficienrNetv2-s 预训练模型，并将其放置于model目录下。

4. 使用官方脚本将官方提供的ckpt格式模型转为 MagicMind支持的saved_model格式。

 

STEP 2. 模型生成（Python）

1. 模型准备与参数设置：准备MagidMind Tensorflow Parser支持的SavedModel格式的模型，设置输入尺寸、模型保存路径等参数。

2. Network 和 BuildConfig 配置： MagicMind ⽀持直接导⼊框架训练好的模型，并表⽰成 Network 对象。模型导⼊⼯作由 Parser 来完成。MagicMind 还提供了BuilderConfig 来配置 Builder 的行为，通过 BuilderConfig设置，用户可配置硬件平台，输入摆数，归一化参数等信息。

3. 配置量化数据校准器：MagicMind 提供了量化校准器（Calibrator），支持 post-training 量化功能，能够基于浮点模型和样本数据计算并设置数据的分布范围，并且可以根据数据的分布特点，选择不同的量化粒度。

4. 生成 MagicMind 模型：调用 MagicMind 的 build_model 接口生成模型，build_model ⽣成的模型中包含MLU指令、图结构等静态数据。⽣成的模型可以序列化到⽂件或内存，或从⽂件或内存反序列化，从⽽满⾜跨平台部署需求。

 

STEP 3.   模型推理（C++）

1. 前处理：使用 opencv 读取测试图片，预处理步骤包含归一化与center_crop。
2. 利用 MagicMind 进行推理：

   3.  后处理：将MLU 设备端的输出拷贝到 CPU 后，进行Softmax操作、Top5排序，根据排序结果和 ImageNet 标签得到分类结果。

 

五、相关链接

实验代码仓库：https://gitee.com/cambricon/practices

Modelzoo仓库：https://gitee.com/cambricon/modelzoo