Netrans 简介

Netrans 是 PNNA NPU 配套的AI编译器，提供命令行工具 Netrans_cli 和 python API, 其功能是将模型权重转换成在 PNNA NPU 上运行的 NBG（network binary graph）格式文件（.nb 后缀）。 NBG 文件用于后续模型部署和推理工程的交叉编译。

工程结构

Netrans 目录结构如下：

netrans/ 
├── bin  # binary file
├── docs  # 文档，包括用户指南和命令行工具的详细说明
├── examples  # 示例代码，展示不同框架如何使用netrans进行模型转换
├── README.md  # 说明文档，通常包含项目概述、安装指南等
├── script  # 命令行工具
├── setup.sh  # 用于设置环境或安装依赖的Shell脚本
└── test  # 测试代码

安装指南

系统依赖

CPU ： Intel® Core™ i5-6500 CPU @ 3.2 GHz x4 支持 the Intel® Advanced Vector Extensions.
RAM ：至少8GB
硬盘： 160GB
操作系统： Ubuntu 20.04 LTS 64-bit with Python 3.10，不推荐使用其他版本

安装步骤

安装依赖

sudo apt update
sudo apt install build-essential

# 安装 mamba ，本项目使用 mamba 创建虚拟环境，演示安装过程

# 下载 mamba 安装脚本
 wget "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/github-release/conda-forge/miniforge/LatestRelease//Miniforge3-$(uname)-$(uname -m).sh"
 # 创建 mamba 的安装目录
 mkdir -p ~/app 
 # 安装 mamba 到 ~/app/ 
 bash Miniforge3-Linux-x86_64.sh -b -p ${HOME}/app/miniforge3
 # 添加 mamba 的初始化脚本到环境配置文件
 echo "source " ${HOME}/app/miniforge3/etc/profile.d/mamba.sh"" >> ${HOME}/.bashrc
 # 重新加载 ~/.bashrc 文件，使 mamba 初始化生效
 source ${HOME}/.bashrc
 # 创建一个名为 netrans 的虚拟环境，并安装 Python 3.10
 mamba create -n netrans python=3.10 -y
 # 激活 netrans 虚拟环境
 mamba activate netrans

下载 Netrans

# 下载 Netrans 到 ～/app
cd ~/app
git clone --depth 1 --branch v251204 https://gitlink.org.cn/nudt_dsp/netrans.git netrans

运行配置脚本

cd ~/app/netrans
bash setup.sh

Netrans 使用说明

Netrans 提供 Tensorflow、Caffe、Darknet、ONNX 和 Pytorch 的模型转换示例，请参考目录 ~/app/netrans/examples

命令行工具

Netrans 提供了简单的命令行接口，用于编译和优化模型。

# 以 转成 ONNX 格式的 YOLOv8s 模型为例，演示使用 Netrans 命令行工具完成转换的全过程。
# 1. 定义模型路径，模型路径默认为工作路径。
work_path='~/app/netrans/examples/infer_with_pre_post_process/yolov8s'
cd ${work_path}
# 2. 激活环境
mamba activate netrans
# 3. 模型导入
netrans load ./ --mean 0 0 0 --scale 255 255 255
# 4. 模型量化
netrans quantize ./ asymu8 
# 5. 将前后处理加入推理网络
netrans add_pre_post ./ asymu8
# 6. 导出 nbg 文件
netrans export ./ asymu8 

详细说明请参考netrans 命令行使用说明。

Python接口

通过Netrans Python接口，可以方便地在Python脚本中调用编译器。示例代码：

from netrans import Netrans

# 定义模型路径，模型路径默认为工作路径。
model_path='~/app/netrans/examples/infer_with_pre_post_process/yolov8s'
import sys
model_path=sys.argv[1]

# 初始化netrans
netrans = Netrans()
# 模型载入,同时配置 mean 和 scale  
netrans.load(model_path,  mean=[0,0,0] ,scale=[255,255,255] )
# 模型量化
netrans.quantize("asymu8", pre = False, post= False)
# 前后处理添加进推理
netrans.add_pre_post("asymu8")
# 模型导出
netrans.export("asymu8")

详细说明请参考netrans api 使用说明。

模型支持

Netrans 支持主流框架见下表。

输入支持	描述
caffe	支持所有的Caffe 模型
Tensorflow	支持版本1.4.x, 2.0.x, 2.3.x, 2.6.x, 2.8.x, 2.10.x, 2.12.x 以tf.io.write_graph()保存的模型
ONNX	支持 ONNX 至 1.14.0， opset支持至19
Pytorch	支持 Pytorch 至 1.5.1
Darknet	支持官网列出 darknet 模型

注意： Pytorch 动态图的特性，建议将 Pytorch 模型导出成 ONNX ，再使用 Netrans 进行转换。

算子支持

支持的Caffe算子


absval	innerproduct	reorg
axpy	lrn	roipooling
batchnorm/bn	l2normalizescale	relu
convolution	leakyrelu	reshape
concat	lstm	reverse
convolutiondepthwise	normalize	swish
dropout	poolwithargmax	slice
depthwiseconvolution	premute	scale
deconvolution	prelu	shufflechannel
elu	pooling	softmax
eltwise	priorbox	sigmoid
flatten	proposal	tanh

支持的TensorFlow算子


tf.abs	tf.nn.rnn_cell_GRUCell	tf.negative
tf.add	tf.nn.dynamic_rnn	tf.pad
tf.nn.bias_add	tf.nn.rnn_cell_GRUCell	tf.transpose
tf.add_n	tf.greater	tf.nn.avg_pool
tf.argmin	tf.greater_equal	tf.nn.max_pool
tf.argmax	tf.image.resize_bilinear	tf.reduce_mean
tf.batch_to_space_nd	tf.image.resize_nearest_neighbor	tf.nn.max_pool_with_argmax
tf.nn.batch_normalization	tf.contrib.layers.instance_norm	tf.pow
tf.nn.fused_batchnorm	tf.nn.fused_batch_norm	tf.reduce_mean
tf.cast	tf.stack	tf.reduce_sum
tf.clip_by_value	tf.nn.sigmoid	tf.reverse
tf.concat	tf.signal.frame	tf.reverse_sequence
tf.nn.conv1d	tf.slice	tf.nn.relu
tf.nn.conv2d	tf.nn.softmax	tf.nn.relu6
tf.nn.depthwise_conv2d	tf.space_to_batch_nd	tf.rsqrt
tf.nn.conv1d	tf.space_to_depth	tf.realdiv
tf.nn.conv3d	tf.nn.local_response_normalization	tf.reshape
tf.image.crop_and_resize	tf.nn.l2_normalize	tf.expand_dims
tf.nn.conv2d_transposed	tf.nn.rnn_cell_LSTMCelltf.nn_dynamic_rnn	tf.squeeze
tf.depth_to_space	tf.rnn_cell.LSTMCell	tf.strided_slice
tf.equal	tf.less	tf.sqrt
tf.exp	tf.less_equal	tf.square
tf.nn.elu	tf.logical_or	tf.subtract
tf.nn.embedding_lookup	tf.logical_add	tf.scatter_nd
tf.maximum	tf.nn.leaky_relu	tf.split
tf.floor	tf.multiply	tf.nn.swish
tf.matmul	tf.nn.moments	tf.tile
tf.floordiv	tf.minimum	tf.nn.tanh
tf.gather_nd	tf.matmul	tf.unstack
tf.gather	tf.batch_matmul	tf.where
tf.nn.embedding_lookup	tf.not_equal	tf.select

支持的ONNX算子


ArgMin	LeakyRelu	ReverseSequence
ArgMax	Less	ReduceMax
Add	LSTM	ReduceMin
Abs	MatMul	ReduceL1
And	Max	ReduceL2
BatchNormalization	Min	ReduceLogSum
Clip	MaxPool	ReduceLogSumExp
Cast	AveragePool	ReduceSumSquare
Concat	Globa	Reciprocal
ConvTranspose	lAveragePool	Resize
Conv	GlobalMaxPool	Sum
Div	MaxPool	SpaceToDepth
Dropout	AveragePool	Sqrt
DepthToSpace	Mul	Split
DequantizeLinear	Neg	Slice
Equal	Or	Squeeze
Exp	Prelu	Softmax
Elu	Pad	Sub
Expand	POW	Sigmoid
Floor	QuantizeLinear	Softsign
InstanceNormalization	QLinearMatMul	Softplus
Gemm	QLinearConv	Sin
Gather	Relu	Tile
Greater	Reshape	Transpose
GatherND	Squeeze	Tanh
GRU	Unsqueeze	Upsample
Logsoftmax	Flatten	Where
LRN	ReduceSum	Xor
Log	ReduceMean

支持的Darknet算子


avgpool	maxpool	softmax
batch_normalize	mish	shortcut
connected	region	scale_channels
convolutional	reorg	swish
depthwise_convolutional	relu	upsample
leaky	route	yolo
logistic

作者 @xj xujiao@hngwg.com