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TensorFlow深度学习框架模型推理Pipeline进行人像抠图推理

2024-03-26码农

概述

为了使ModelScope的用户能够快速、方便的使用平台提供的各类模型,提供了一套功能完备的 Python library ,其中包含了ModelScope官方模型的实现,以及使用这些模型进行推理,finetune等任务所需的数据预处理,后处理,效果评估等功能相关的代码,同时也提供了简单易用的API,以及丰富的使用样例。通过调用library,用户可以只写短短的几行代码,就可以完成模型的推理、训练和评估等任务,也可以在此基础上快速进行二次开发,实现自己的创新想法。

目前library提供的算法模型,涵盖了图像,自然语言处理,语音,多模态,科学5个主要的AI领域,数十个应用场景任务,具体任务可参考文档:任务的介绍。

深度学习框架

ModelScope Library 当前支持的深度学习框架包括 Pytorch Tensorflow ,后续将持续更新拓展,敬请期待! 当前的官方模型均支持使用 ModelScope Library 进行模型推理,部分支持使用该库进行训练和评估,具体可参看相应模型的模型卡片,了解完整使用信息。

模型推理Pipeline

模型的推理

推理在深度学习中表示模型的预测过程。ModelScope的推理会使用pipeline来执行所需要的操作。一个完整的pipeline一般包括了 数据的前处理 模型的前向推理 数据的后处理 三个过程。

Pipeline介绍

pipeline() 方法是ModelScope框架上最基础的用户方法之一,可对多领域的多种模型进行快速推理。通过pipeline()方法,用户可以只需要一行代码即可完成对特定任务的模型推理。

pipeline() 方法是ModelScope框架上最基础的用户方法之一,可对多领域的多种模型进行快速推理。通过pipeline()方法,用户可以只需要一行代码即可完成对特定任务的模型推理。

Pipeline的使用

本文简单介绍如何使用 pipeline 方法加载模型进行推理。 pipeline 方法支持按照任务类型、模型名称从模型仓库拉取模型进行进行推理,包含以下几个方面:

  • 环境准备

  • 重要参数

  • Pipeline基本用法

  • 指定预处理、模型进行推理

  • 不同场景任务推理pipeline使用示例

  • Pipeline基本用法

    中文分词

    pipeline 函数支持指定特定任务名称,加载任务默认模型,创建对应pipeline对象。

    Python代码

    from modelscope.pipelines import pipeline
    word_segmentation = pipeline('word-segmentation')
    input_str = '开源技术小栈作者是Tinywan,你知道不?'
    print(word_segmentation(input_str))

    PHP 代码

    <?php
    $operator = PyCore::import("operator");
    $builtins = PyCore::import("builtins");
    $pipeline = PyCore::import('modelscope.pipelines')->pipeline;
    $word_segmentation = $pipeline("word-segmentation");
    $input_str = "开源技术小栈作者是Tinywan,你知道不?";
    PyCore::print($word_segmentation($input_str));

    在线转换工具:https://www.swoole.com/py2php/

    输出结果

    /usr/local/php-8.2.14/bin/php demo.php 
    2024-03-25 21:41:42,434 - modelscope - INFO - PyTorch version 2.2.1 Found.
    2024-03-25 21:41:42,434 - modelscope - INFO - Loading ast index from /home/www/.cache/modelscope/ast_indexer
    2024-03-25 21:41:42,577 - modelscope - INFO - Loading done! Current index file version is 1.13.0, with md5 f54e9d2dceb89a6c989540d66db83a65 and a total number of 972 components indexed
    2024-03-25 21:41:44,661 - modelscope - WARNING - Model revision not specified, use revision: v1.0.3
    2024-03-25 21:41:44,879 - modelscope - INFO - initiate model from /home/www/.cache/modelscope/hub/damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base
    2024-03-25 21:41:44,879 - modelscope - INFO - initiate model from location /home/www/.cache/modelscope/hub/damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base.
    2024-03-25 21:41:44,880 - modelscope - INFO - initialize model from /home/www/.cache/modelscope/hub/damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base
    You are using a model of type bert to instantiate a model of type structbert. This is not supported for all configurations of models and can yield errors.
    2024-03-25 21:41:48,633 - modelscope - WARNING - No preprocessor field found in cfg.
    2024-03-25 21:41:48,633 - modelscope - WARNING - No val key and type key found in preprocessor domain of configuration.json file.
    2024-03-25 21:41:48,633 - modelscope - WARNING - Cannot find available config to build preprocessor at mode inference, current config: {'model_dir''/home/www/.cache/modelscope/hub/damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base'}. trying to build by task and model information.
    2024-03-25 21:41:48,639 - modelscope - INFO - cuda is not available, using cpu instead.
    2024-03-25 21:41:48,640 - modelscope - WARNING - No preprocessor field found in cfg.
    2024-03-25 21:41:48,640 - modelscope - WARNING - No val key and type key found in preprocessor domain of configuration.json file.
    2024-03-25 21:41:48,640 - modelscope - WARNING - Cannot find available config to build preprocessor at mode inference, current config: {'model_dir''/home/www/.cache/modelscope/hub/damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base''sequence_length': 512}. trying to build by task and model information.
    /home/www/anaconda3/envs/tinywan-modelscope/lib/python3.10/site-packages/transformers/modeling_utils.py:962: FutureWarning: The `device` argument is deprecated and will be removed in v5 of Transformers.
    warnings.warn(
    {'output': ['开源''技术''小''栈''作者''是''Tinywan'',''你''知道''不''?']}

    输入多条样本

    pipeline 对象也支持传入多个样本列表输入,返回对应输出列表,每个元素对应输入样本的返回结果。多条文本的推理方式是输入data在 pipeline 内部用迭代器单条处理后 append 到同一个返回 List 中。

    Python代码

    from modelscope.pipelines import pipeline
    word_segmentation = pipeline('word-segmentation')
    inputs = ['开源技术小栈作者是Tinywan,你知道不?','webman这个框架不错,建议你看看']
    print(word_segmentation(inputs))

    PHP 代码

    <?php
    $operator = PyCore::import("operator");
    $builtins = PyCore::import("builtins");
    $pipeline = PyCore::import('modelscope.pipelines')->pipeline;
    $word_segmentation = $pipeline("word-segmentation");
    $inputs = new PyList(["开源技术小栈作者是Tinywan,你知道不?""webman这个框架不错,建议你看看"]);
    PyCore::print($word_segmentation($inputs));

    输出

    [{'output': ['开源''技术''小''栈''作者''是''Tinywan'',''你''知道''不''?']},
    {'output': ['webman''这个''框架''不错'',''建议''你''看看']}]

    批量推理

    pipeline对于批量推理的支持类似于上面的「输入多条文本」,区别在于会在用户指定的batch_size尺度上,在模型forward过程实现批量前向推理。

    inputs = ['今天天气不错,适合出去游玩','这本书很好,建议你看看']
    # 指定batch_size参数来支持批量推理
    print(word_segmentation(inputs, batch_size=2))
    # 输出
    [{'output': ['今天''天气''不错'',''适合''出去''游玩']}, {'output': ['这''本''书''很''好'',''建议''你''看看']}]

    输入一个数据集

    from modelscope.msdatasets import MsDataset
    from modelscope.pipelines import pipeline
    inputs = ['今天天气不错,适合出去游玩''这本书很好,建议你看看']
    dataset = MsDataset.load(inputs, target='sentence')
    word_segmentation = pipeline('word-segmentation')
    outputs = word_segmentation(dataset)
    for o in outputs:
    print(o)
    # 输出
    {'output': ['今天''天气''不错'',''适合''出去''游玩']}
    {'output': ['这''本''书''很''好'',''建议''你''看看']}

    指定预处理、模型进行推理

    pipeline函数支持传入实例化的预处理对象、模型对象,从而支持用户在推理过程中定制化预处理、模型。

    创建模型对象进行推理

    Python代码

    from modelscope.models import Model
    from modelscope.pipelines import pipeline
    model = Model.from_pretrained('damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base')
    word_segmentation = pipeline('word-segmentation', model=model)
    inputs = ['开源技术小栈作者是Tinywan,你知道不?','webman这个框架不错,建议你看看']
    print(word_segmentation(inputs))

    PHP 代码

    <?php
    $operator = PyCore::import("operator");
    $builtins = PyCore::import("builtins");
    $Model = PyCore::import('modelscope.models')->Model;
    $pipeline = PyCore::import('modelscope.pipelines')->pipeline;
    $model = $Model->from_pretrained("damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base");
    $word_segmentation = $pipeline("word-segmentation", model: $model);
    $inputs = new PyList(["开源技术小栈作者是Tinywan,你知道不?""webman这个框架不错,建议你看看"]);
    PyCore::print($word_segmentation($inputs));

    输出

    [{'output': ['开源''技术''小''栈''作者''是''Tinywan'',''你''知道''不''?']},
    {'output': ['webman''这个''框架''不错'',''建议''你''看看']}]

    创建预处理器和模型对象进行推理

    from modelscope.models import Model
    from modelscope.pipelines import pipeline
    from modelscope.preprocessors import Preprocessor, Token classificationTransformersPreprocessor
    model = Model.from_pretrained('damo/nlp_structbert_word-segmentation_chinese-base')
    tokenizer = Preprocessor.from_pretrained(model.model_dir)
    # Or call the constructor directly: 
    # tokenizer = Token classificationTransformersPreprocessor(model.model_dir)
    word_segmentation = pipeline('word-segmentation', model=model, preprocessor=tokenizer)
    inputs = ['开源技术小栈作者是Tinywan,你知道不?','webman这个框架不错,建议你看看']
    print(word_segmentation(inputs))
    [{'output': ['开源''技术''小''栈''作者''是''Tinywan'',''你''知道''不''?']},
    {'output': ['webman''这个''框架''不错'',''建议''你''看看']}]

    图像

    注意

    1. 确保你已经安装了OpenCV库。如果没有安装,你可以通过 pip 安装

    pip install opencv-python

    没有安装会提示: PHP Fatal error: Uncaught PyError: No module named 'cv2' in /home/www/build/ai/demo3.php:4

    1. 确保你已经安装深度学习框架包 TensorFlow

    否则提示 modelscope.pipelines.cv.image_matting_pipeline requires the TensorFlow library but it was not found in your environment. Checkout the instructions on the installation page: https://www.tensorflow.org/install and follow the ones that match your environment.

    报错信息表明,你正在尝试使用一个名为 modelscope.pipelines.cv.image_matting_pipeline 的模块,该模块依赖于 TensorFlow 库。然而,该模块无法正常工作,因为缺少必要的 TensorFlow 依赖。

    可以使用以下命令安装最新版本的 TensorFlow

    pip install tensorflow

    人像抠图('portrait-matting')

    输入图片

    Python 代码

    import cv2
    from modelscope.pipelines import pipeline
    portrait_matting = pipeline('portrait-matting')
    result = portrait_matting('https://modelscope.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/test/images/image_matting.png')
    cv2.imwrite('result.png', result['output_img'])

    PHP 代码 tinywan-images.php

    <?php
    $operator = PyCore::import("operator");
    $builtins = PyCore::import("builtins");
    $cv2 = PyCore::import('cv2');
    $pipeline = PyCore::import('modelscope.pipelines')->pipeline;
    $portrait_matting = $pipeline("portrait-matting");
    $result = $portrait_matting("https://modelscope.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/test/images/image_matting.png");
    $cv2->imwrite("tinywan_result.png"$result->__getitem__("output_img"));

    加载本地文件图片 $result = $portrait_matting("./tinywan.png");

    执行结果

    /usr/local/php-8.2.14/bin/php tinywan-images.php 
    2024-03-2522:17:25,630 - modelscope - INFO - PyTorch version 2.2.1 Found.
    2024-03-2522:17:25,631 - modelscope - INFO - TensorFlow version 2.16.1 Found.
    2024-03-2522:17:25,631 - modelscope - INFO - Loading ast index from /home/www/.cache/modelscope/ast_indexer
    2024-03-2522:17:25,668 - modelscope - INFO - Loading done! Current index file version is 1.13.0with md5 f54e9d2dceb89a6c989540d66db83a65 and a total number of 972 components indexed
    2024-03-2522:17:26,990 - modelscope - WARNING - Model revision not specified, use revision: v1.0.0
    2024-03-2522:17:27.623085: I tensorflow/core/util/port.cc:113] oneDNN custom operations are on. You may see slightly different numerical results due to floating-point round-off errors from different computation orders. To turn them off, set the environment variable `TF_ENABLE_ONEDNN_OPTS=0`.
    2024-03-2522:17:27.678592: I tensorflow/core/platform/cpu_feature_guard.cc:210] This TensorFlow binary is optimized to use available CPU instructions in performance-critical operations.
    To enable the following instructions: AVX2 AVX512F AVX512_VNNI FMA, in other operations, rebuild TensorFlow with the appropriate compiler flags.
    2024-03-2522:17:28.551510: W tensorflow/compiler/tf2tensorrt/utils/py_utils.cc:38] TF-TRT Warning: Could not find TensorRT
    2024-03-2522:17:29,206 - modelscope - INFO - initiate model from /home/www/.cache/modelscope/hub/damo/cv_unet_image-matting
    2024-03-2522:17:29,206 - modelscope - INFO - initiate model from location /home/www/.cache/modelscope/hub/damo/cv_unet_image-matting.
    2024-03-2522:17:29,209 - modelscope - WARNING - No preprocessor field found in cfg.
    2024-03-2522:17:29,210 - modelscope - WARNING - No val key and type key found in preprocessor domain of configuration.json file.
    2024-03-2522:17:29,210 - modelscope - WARNING - Cannot find available config to build preprocessor at mode inference, current config: {'model_dir''/home/www/.cache/modelscope/hub/damo/cv_unet_image-matting'}. trying to build by task and model information.
    2024-03-2522:17:29,210 - modelscope - WARNING - Find task: portrait-matting, model type: None. Insufficient information to build preprocessor, skip building preprocessor
    WARNING:tensorflow:From /home/www/anaconda3/envs/tinywan-modelscope/lib/python3.10/site-packages/modelscope/utils/device.py:60: is_gpu_available (from tensorflow.python.framework.test_util) is deprecated and will be removed in a future version.
    Instructions for updating:
    Use `tf.config.list_physical_devices('GPU')` instead.
    2024-03-2522:17:29,213 - modelscope - INFO - loading model from /home/www/.cache/modelscope/hub/damo/cv_unet_image-matting/tf_graph.pb
    WARNING:tensorflow:From /home/www/anaconda3/envs/tinywan-modelscope/lib/python3.10/site-packages/modelscope/pipelines/cv/image_matting_pipeline.py:45: FastGFile.__init__ (from tensorflow.python.platform.gfile) is deprecated and will be removed in a future version.
    Instructions for updating:
    Use tf.gfile.GFile.
    2024-03-2522:17:29,745 - modelscope - INFO - load model done

    输出图片