tensorflow保存数据为.ｐｂ格式和加载ｐｂ文件

最近接触了ｔｅｎｓｏｒｆｌｏｗ的ｏｂｊｅｃｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ＡＰＩ发现里面读取的预先训练模型都是ｐｂ格式。

谷歌推荐的保存模型的方式是保存模型为 PB 文件，它具有语言独立性，可独立运行，封闭的序列化格式，任何语言都可以解析它，它允许其他语言和深度学习框架读取、继续训练和迁移 TensorFlow 的模型。

它的主要使用场景是实现创建模型与使用模型的解耦，使得前向推导 inference的代码统一。

另外的好处是保存为 PB 文件时候，模型的变量都会变成固定的，导致模型的大小会大大减小，适合在手机端运行。

还有一个就是，真正离线测试使用的时候，ｐｂ格式的数据能够保证数据不会更新变动，就是不会进行反馈调节啦。

保存 PB 文件的代码：

import tensorflow as tf
import os
from tensorflow.python.framework import graph_util

pb_file_path = os.getcwd()

with tf.Session(graph=tf.Graph()) as sess:
    x = tf.placeholder(tf.int32, name='x')
    y = tf.placeholder(tf.int32, name='y')
    b = tf.Variable(1, name='b')
    xy = tf.multiply(x, y)
    # 这里的输出需要加上name属性
    op = tf.add(xy, b, name='op_to_store')

    sess.run(tf.global_variables_initializer())

    # convert_variables_to_constants 需要指定output_node_names，list()，可以多个
    constant_graph = graph_util.convert_variables_to_constants(sess, sess.graph_def, ['op_to_store'])

    # 测试 OP
    feed_dict = {x: 10, y: 3}
    print(sess.run(op, feed_dict))

    # 写入序列化的 PB 文件
    with tf.gfile.FastGFile(pb_file_path+'model.pb', mode='wb') as f:
        f.write(constant_graph.SerializeToString())

    # 输出
    # INFO:tensorflow:Froze 1 variables.
    # Converted 1 variables to const ops.
    # 31

加载 PB 模型文件典型代码：

from tensorflow.python.platform import gfile

sess = tf.Session()
with gfile.FastGFile(pb_file_path+'model.pb', 'rb') as f:
    graph_def = tf.GraphDef()
    graph_def.ParseFromString(f.read())
    sess.graph.as_default()
    tf.import_graph_def(graph_def, name='') # 导入计算图

# 需要有一个初始化的过程    
sess.run(tf.global_variables_initializer())

# 需要先复原变量
print(sess.run('b:0'))
# 1

# 输入
input_x = sess.graph.get_tensor_by_name('x:0')
input_y = sess.graph.get_tensor_by_name('y:0')

op = sess.graph.get_tensor_by_name('op_to_store:0')

ret = sess.run(op,  feed_dict={input_x: 5, input_y: 5})
print(ret)
# 输出 26

保存为 save model 格式也可以生成模型的 PB 文件，并且更加简单。

保存好以后到saved_model_dir目录下，会有一个saved_model.pb文件以及variables文件夹。顾名思义，variables保存所有变量，saved_model.pb用于保存模型结构等信息。

import tensorflow as tf
import os
from tensorflow.python.framework import graph_util

pb_file_path = os.getcwd()

with tf.Session(graph=tf.Graph()) as sess:
    x = tf.placeholder(tf.int32, name='x')
    y = tf.placeholder(tf.int32, name='y')
    b = tf.Variable(1, name='b')
    xy = tf.multiply(x, y)
    # 这里的输出需要加上name属性
    op = tf.add(xy, b, name='op_to_store')

    sess.run(tf.global_variables_initializer())

    # convert_variables_to_constants 需要指定output_node_names，list()，可以多个
    constant_graph = graph_util.convert_variables_to_constants(sess, sess.graph_def, ['op_to_store'])

    # 测试 OP
    feed_dict = {x: 10, y: 3}
    print(sess.run(op, feed_dict))

    # 写入序列化的 PB 文件
    with tf.gfile.FastGFile(pb_file_path+'model.pb', mode='wb') as f:
        f.write(constant_graph.SerializeToString())

    # INFO:tensorflow:Froze 1 variables.
    # Converted 1 variables to const ops.
    # 31
    
    
    # 官网有误，写成了 saved_model_builder  
    builder = tf.saved_model.builder.SavedModelBuilder(pb_file_path+'savemodel')
    # 构造模型保存的内容，指定要保存的 session，特定的 tag, 
    # 输入输出信息字典，额外的信息
    builder.add_meta_graph_and_variables(sess,
                                       ['cpu_server_1'])


# 添加第二个 MetaGraphDef 
#with tf.Session(graph=tf.Graph()) as sess:
#  ...
#  builder.add_meta_graph([tag_constants.SERVING])
#...

builder.save()  # 保存 PB 模型

这种方法对应的导入模型的方法：

with tf.Session(graph=tf.Graph()) as sess:
    tf.saved_model.loader.load(sess, ['cpu_1'], pb_file_path+'savemodel')
    sess.run(tf.global_variables_initializer())

    input_x = sess.graph.get_tensor_by_name('x:0')
    input_y = sess.graph.get_tensor_by_name('y:0')

    op = sess.graph.get_tensor_by_name('op_to_store:0')

    ret = sess.run(op,  feed_dict={input_x: 5, input_y: 5})
    print(ret)
# 只需要指定要恢复模型的 session，模型的 tag，模型的保存路径即可,使用起来更加简单

这样和之前的导入 PB 模型一样，也是要知道tensor的name。那么如何可以在不知道tensor name的情况下使用呢，实现彻底的解耦呢？给add_meta_graph_and_variables方法传入第三个参数，signature_def_map即可。

参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/32887066

tensorflow保存数据为.ｐｂ格式和加载ｐｂ文件

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