Python torch.onnx.export用法详细介绍

函数原型

参数介绍

mode (torch.nn.Module, torch.jit.ScriptModule or torch.jit.ScriptFunction)

需要转换的模型，支持的模型类型有：torch.nn.Module, torch.jit.ScriptModule or torch.jit.ScriptFunction

args (tuple or torch.Tensor)

args可以被设置成三种形式

1.一个tuple

args = (x, y, z)

这个tuple应该与模型的输入相对应，任何非Tensor的输入都会被硬编码入onnx模型，所有Tensor类型的参数会被当做onnx模型的输入。

2.一个Tensor

args = torch.Tensor([1, 2, 3])

一般这种情况下模型只有一个输入

3.一个带有字典的tuple

args = (x,
       {'y': input_y,
        'z': input_z})

这种情况下，所有字典之前的参数会被当做“非关键字”参数传入网络，字典种的键值对会被当做关键字参数传入网络。如果网络中的关键字参数未出现在此字典中，将会使用默认值，如果没有设定默认值，则会被指定为None。

NOTE:

一个特殊情况，当网络本身最后一个参数为字典时，直接在tuple最后写一个字典则会被误认为关键字传参。所以，可以通过在tuple最后添加一个空字典来解决。

#错误写法：

torch.onnx.export(
   model,
   (x,
    # WRONG: will be interpreted as named arguments
    {y: z}),
   "test.onnx.pb")

# 纠正

torch.onnx.export(
   model,
   (x,
    {y: z},
    {}),
   "test.onnx.pb")

f

一个文件类对象或一个路径字符串，二进制的protocol buffer将被写入此文件

export_params (bool, default True)

如果为True则导出模型的参数。如果想导出一个未训练的模型，则设为False

verbose (bool, default False)

如果为True，则打印一些转换日志，并且onnx模型中会包含doc_string信息。

training (enum, default TrainingMode.EVAL)

枚举类型包括：

TrainingMode.EVAL - 以推理模式导出模型。

TrainingMode.PRESERVE - 如果model.training为False，则以推理模式导出；否则以训练模式导出。

TrainingMode.TRAINING - 以训练模式导出，此模式将禁止一些影响训练的优化操作。

input_names (list of str, default empty list)

按顺序分配给onnx图的输入节点的名称列表。

output_names (list of str, default empty list)

按顺序分配给onnx图的输出节点的名称列表。

operator_export_type (enum, default None)

默认为OperatorExportTypes.ONNX， 如果Pytorch built with DPYTORCH_ONNX_CAFFE2_BUNDLE，则默认为OperatorExportTypes.ONNX_ATEN_FALLBACK。

枚举类型包括：

OperatorExportTypes.ONNX - 将所有操作导出为ONNX操作。

OperatorExportTypes.ONNX_FALLTHROUGH - 试图将所有操作导出为ONNX操作，但碰到无法转换的操作（如onnx未实现的操作），则将操作导出为“自定义操作”，为了使导出的模型可用，运行时必须支持这些自定义操作。支持自定义操作方法见链接。

OperatorExportTypes.ONNX_ATEN - 所有ATen操作导出为ATen操作，ATen是Pytorch的内建tensor库，所以这将使得模型直接使用Pytorch实现。（此方法转换的模型只能被Caffe2直接使用）

OperatorExportTypes.ONNX_ATEN_FALLBACK - 试图将所有的ATen操作也转换为ONNX操作，如果无法转换则转换为ATen操作（此方法转换的模型只能被Caffe2直接使用）。例如：

# 转换前：
graph(％0 : Float):
 ％3 : int = prim::Constant[value=0]()
 # conversion unsupported
 ％4 : Float = aten::triu(％0, ％3)
 # conversion supported
 ％5 : Float = aten::mul(％4, ％0)
 return (％5)

# 转换后：
graph(％0 : Float):
 ％1 : Long() = onnx::Constant[value={0}]()
 # not converted
 ％2 : Float = aten::ATen[operator="triu"](％0, ％1)
 # converted
 ％3 : Float = onnx::Mul(％2, ％0)
 return (％3)

opset_version (int, default 9)

默认是9。值必须等于_onnx_main_opset或在_onnx_stable_opsets之内。具体可在torch/onnx/symbolic_helper.py中找到。例如：

_default_onnx_opset_version = 9

_onnx_main_opset = 13

_onnx_stable_opsets = [7, 8, 9, 10, 11, 12]

_export_onnx_opset_version = _default_onnx_opset_version

do_constant_folding (bool, default False)

是否使用“常量折叠”优化。常量折叠将使用一些算好的常量来优化一些输入全为常量的节点。

example_outputs (T or a tuple of T, where T is Tensor or convertible to Tensor, default None)

当需输入模型为ScriptModule 或 ScriptFunction时必须提供。此参数用于确定输出的类型和形状，而不跟踪（tracing ）模型的执行。

dynamic_axes (dict<string, dict<python:int, string>> or dict<string, list(int)>, default empty dict)

通过以下规则设置动态的维度：

KEY(str) - 必须是input_names或output_names指定的名称，用来指定哪个变量需要使用到动态尺寸。

VALUE(dict or list) - 如果是一个dict，dict中的key是变量的某个维度，dict中的value是我们给这个维度取的名称。如果是一个list，则list中的元素都表示此变量的某个维度。

具体可参考如下示例：

class SumModule(torch.nn.Module):
   def forward(self, x):
       return torch.sum(x, dim=1)

# 以动态尺寸模式导出模型

torch.onnx.export(SumModule(), (torch.ones(2, 2),), "onnx.pb",
                 input_names=["x"], output_names=["sum"],
                 dynamic_axes={
                     # dict value: manually named axes
                     "x": {0: "my_custom_axis_name"},
                     # list value: automatic names
                     "sum": [0],
                 })

### 导出后的节点信息

##input

input {
 name: "x"
 ...
     shape {
       dim {
         dim_param: "my_custom_axis_name"  # axis 0
       }
       dim {
         dim_value: 2  # axis 1
...

##output
output {
 name: "sum"
 ...
     shape {
       dim {
         dim_param: "sum_dynamic_axes_1"  # axis 0
...

keep_initializers_as_inputs (bool, default None)

NONE

custom_opsets (dict<str, int>, default empty dict)

NONE

Torch.onnx.export执行流程：

1、如果输入到torch.onnx.export的模型是nn.Module类型，则默认会将模型使用torch.jit.trace转换为ScriptModule

2、使用args参数和torch.jit.trace将模型转换为ScriptModule，torch.jit.trace不能处理模型中的循环和if语句

3、如果模型中存在循环或者if语句，在执行torch.onnx.export之前先使用torch.jit.script将nn.Module转换为ScriptModule

4、模型转换成onnx之后，预测结果与之前会有稍微的差别，这些差别往往不会改变模型的预测结果，比如预测的概率在小数点之后五六位有差别。

来源：https://blog.csdn.net/Dteam_f/article/details/122487634