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TensorFlow Lite 是用于移动设备和嵌入式设备的轻量级解决方案。TensorFlow Lite 支持 Android、iOS 甚至树莓派等多种平台。
TensorFlow 生成的模型是无法直接给移动端使用的,需要离线转换成.tflite文件格式。
tflite 存储格式是 flatbuffers。
FlatBuffers 是由Google开源的一个免费软件库,用于实现序列化格式。它类似于Protocol Buffers、Thrift、Apache Avro。
因此,如果要给移动端使用的话,必须把 TensorFlow 训练好的 protobuf 模型文件转换成 FlatBuffers 格式。官方提供了 toco 来实现模型格式的转换。
TensorFlow Lite 提供了 C ++ 和 Java 两种类型的 API。无论哪种 API 都需要加载模型和运行模型。
而 TensorFlow Lite 的 Java API 使用了 Interpreter 类(解释器)来完成加载模型和运行模型的任务。后面的例子会看到如何使用 Interpreter。
// The tensorflow lite file private lateinit var tflite: Interpreter // Input byte buffer private lateinit var inputBuffer: ByteBuffer // Output array [batch_size, 10] private lateinit var mnistOutput: Array<FloatArray> init { try { tflite = Interpreter(loadModelFile(activity)) inputBuffer = ByteBuffer.allocateDirect( BYTE_SIZE_OF_FLOAT * DIM_BATCH_SIZE * DIM_IMG_SIZE_X * DIM_IMG_SIZE_Y * DIM_PIXEL_SIZE) inputBuffer.order(ByteOrder.nativeOrder()) mnistOutput = Array(DIM_BATCH_SIZE) { FloatArray(NUMBER_LENGTH) } Log.d(TAG, "Created a Tensorflow Lite MNIST Classifier.") } catch (e: IOException) { Log.e(TAG, "IOException loading the tflite file failed.") } }
从 asserts 文件中加载 mnist.tflite 模型:
/** * Load the model file from the assets folder */ @Throws(IOException::class) private fun loadModelFile(activity: Activity): MappedByteBuffer { val fileDescriptor = activity.assets.openFd(MODEL_PATH) val inputStream = FileInputStream(fileDescriptor.fileDescriptor) val fileChannel = inputStream.channel val startOffset = fileDescriptor.startOffset val declaredLength = fileDescriptor.declaredLength return fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, startOffset, declaredLength) }
真正识别手写数字是在 classify() 方法:
val digit = mnistClassifier.classify(Bitmap.createScaledBitmap(paintView.bitmap, PIXEL_WIDTH, PIXEL_WIDTH, false))
classify() 方法包含了预处理用于初始化 inputBuffer、运行 mnist 模型、识别出数字。
/** * Classifies the number with the mnist model. * * @param bitmap * @return the identified number */ fun classify(bitmap: Bitmap): Int { if (tflite == null) { Log.e(TAG, "Image classifier has not been initialized; Skipped.") } preProcess(bitmap) runModel() return postProcess() } /** * Converts it into the Byte Buffer to feed into the model * * @param bitmap */ private fun preProcess(bitmap: Bitmap?) { if (bitmap == null || inputBuffer == null) { return } // Reset the image data inputBuffer.rewind() val width = bitmap.width val height = bitmap.height // The bitmap shape should be 28 x 28 val pixels = IntArray(width * height) bitmap.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height) for (i in pixels.indices) { // Set 0 for white and 255 for black pixels val pixel = pixels[i] // The color of the input is black so the blue channel will be 0xFF. val channel = pixel and 0xff inputBuffer.putFloat((0xff - channel).toFloat()) } } /** * Run the TFLite model */ private fun runModel() = tflite.run(inputBuffer, mnistOutput) /** * Go through the output and find the number that was identified. * * @return the number that was identified (returns -1 if one wasn‘t found) */ private fun postProcess(): Int { for (i in 0 until mnistOutput[0].size) { val value = mnistOutput[0][i] if (value == 1f) { return i } } return -1 }
对于 Android 有一个地方需要注意,必须在 app 模块的 build.gradle 中添加如下的语句,否则无法加载模型。
android { ...... aaptOptions { noCompress "tflite" } }
效果:
本文 demo 的 github 地址:https://github.com/fengzhizi715/TFLite-MnistDemo
当然,也可以跑一下官方的例子:https://github.com/tensorflow/tensorflow/tree/master/tensorflow/lite/examples/android/app
虽然准确度都不咋地。。。
更多有趣的TensorFlow Lite示例:https://www.tensorflow.org/lite/examples/
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原文地址:https://www.cnblogs.com/lfri/p/11767265.html