0

0

Python 边缘设备上的模型剪枝与量化

冰川箭仙

冰川箭仙

发布时间:2026-02-24 12:23:43

|

713人浏览过

|

来源于php中文网

原创

剪枝不加速因边缘引擎默认不利用稀疏性;需结构化剪枝+运行时支持稀疏kernel;量化前须 propagate_qconfig 并为各子模块设 qconfig,qat 中注意 train/eval 模式切换。

python 边缘设备上的模型剪枝与量化

模型剪枝后 torch.nn.Conv2d 层权重变稀疏,但部署到边缘设备没提速?

剪枝本身不等于加速——多数边缘推理引擎(如 TFLite、ONNX Runtime for ARM)默认不利用稀疏权重,prune.l1_unstructuredprune.random_structured 产生的稀疏张量仍按稠密方式加载和计算。

真正起效的前提是:目标运行时支持结构化剪枝 + 后端启用稀疏 kernel。例如 TVM 可识别 prune.custom_from_mask 导出的掩码并生成跳过零块的调度,但 Raspberry Pi 上的 NCNN 就完全忽略稀疏性。

  • 优先用 prune.ln_structured(n=2),保证通道级剪枝,便于编译器做 channel-wise 消除
  • 剪枝后必须调用 prune.remove,否则 model.state_dict() 里仍是带 _mask 的伪稀疏参数
  • 导出前用 torch.jit.trace 而非 torch.jit.script,后者可能保留未被剪掉的分支逻辑

量化时 torch.quantization.convert 报错 AttributeError: 'ConvBn2d' object has no attribute 'qconfig'

这是典型流程断点:PyTorch 量化要求模型先经过 torch.quantization.prepare 插入 observer,而 observer 依赖各子模块显式设置了 qconfig。没设或设在错误位置(比如只设了 model.qconfig,但没递归设到 model.features[0].conv),就会在 convert 阶段崩。

  • 别只在顶层调 model.qconfig = get_default_qconfig('fbgemm'),补上 torch.quantization.propagate_qconfig_(model)
  • 自定义模块(如含 nn.Sequential 嵌套)要手动遍历子模块,对每个 Conv2d/Linear 单独赋 qconfig
  • 如果用 QAT,训练中必须调 model.train(),否则 observer 不更新;转推理前必须 model.eval(),否则 convert 会跳过部分模块

INT8 量化后精度掉太多,torch.quantization.default_observer 不适合小数据集

默认 observer 基于滑动窗口统计激活值分布,小样本(

Scribble Diffusion
Scribble Diffusion

使用AI将你的草图变成精致的图像

下载

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

  • 换用 MinMaxObserver(静态范围),在 calibration 阶段跑满一个 mini-batch(建议 ≥128 样本)再冻结统计
  • 对输出层(如分类 head)单独禁用量化:model.classifier[1].qconfig = None,避免 softmax 输入畸变
  • 如果输入是 uint8 图像(OpenCV 默认),别直接喂给量化模型——先转 float32 再归一化,否则 quantize_per_tensor 会把 0–255 当作原始范围误算

导出为 ONNX 后在边缘设备上 RuntimeError: Unsupported data type: int8

ONNX 标准本身支持 INT8,但具体执行器是否支持,取决于算子版本和 backend 实现。比如 ONNX Runtime 1.10+ 的 ARM64 CPU provider 才开始实验性支持 QLinearConv,而旧版只认 Conv + 外挂 quantize/dequantize node。

  • 导出时加 do_constant_folding=True,否则量化参数可能以 placeholder 形式残留,导致 runtime 解析失败
  • 避开 torch.quantization.quantize_dynamic,它生成的 ONNX 没有真实量化算子,只是 float32 模拟,边缘设备无法识别
  • onnx.checker.check_model 验证后,再用 onnx.shape_inference.infer_shapes 补全 tensor shape,某些轻量 runtime(如 MNN)依赖 shape 推断做内存预分配

边缘设备上模型优化不是“剪完再量化”就能跑通,每一步都卡在软硬协同的缝隙里:剪枝结构得匹配硬件访存模式,量化 scale 得贴合实际输入分布,导出格式得对齐 runtime 的算子支持表。漏掉任意一环,模型体积小了,但延迟反而更高。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
Golang channel原理
Golang channel原理

本专题整合了Golang channel通信相关介绍,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

256

2025.11.14

golang channel相关教程
golang channel相关教程

本专题整合了golang处理channel相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

349

2025.11.17

pytorch是干嘛的
pytorch是干嘛的

pytorch是一个基于python的深度学习框架,提供以下主要功能:动态图计算,提供灵活性。强大的张量操作,实现高效处理。自动微分,简化梯度计算。预构建的神经网络模块,简化模型构建。各种优化器,用于性能优化。想了解更多pytorch的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

452

2024.05.29

Python AI机器学习PyTorch教程_Python怎么用PyTorch和TensorFlow做机器学习
Python AI机器学习PyTorch教程_Python怎么用PyTorch和TensorFlow做机器学习

PyTorch 是一种用于构建深度学习模型的功能完备框架,是一种通常用于图像识别和语言处理等应用程序的机器学习。 使用Python 编写,因此对于大多数机器学习开发者而言,学习和使用起来相对简单。 PyTorch 的独特之处在于,它完全支持GPU,并且使用反向模式自动微分技术,因此可以动态修改计算图形。

27

2025.12.22

pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法
pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法

本专题系统整理pixiv网页版官网入口及登录访问方式,涵盖官网登录页面直达路径、在线阅读入口及快速进入方法说明,帮助用户高效找到pixiv官方网站,实现便捷、安全的网页端浏览与账号登录体验。

1224

2026.02.13

微博网页版主页入口与登录指南_官方网页端快速访问方法
微博网页版主页入口与登录指南_官方网页端快速访问方法

本专题系统整理微博网页版官方入口及网页端登录方式,涵盖首页直达地址、账号登录流程与常见访问问题说明,帮助用户快速找到微博官网主页,实现便捷、安全的网页端登录与内容浏览体验。

402

2026.02.13

Flutter跨平台开发与状态管理实战
Flutter跨平台开发与状态管理实战

本专题围绕Flutter框架展开,系统讲解跨平台UI构建原理与状态管理方案。内容涵盖Widget生命周期、路由管理、Provider与Bloc状态管理模式、网络请求封装及性能优化技巧。通过实战项目演示,帮助开发者构建流畅、可维护的跨平台移动应用。

252

2026.02.13

TypeScript工程化开发与Vite构建优化实践
TypeScript工程化开发与Vite构建优化实践

本专题面向前端开发者,深入讲解 TypeScript 类型系统与大型项目结构设计方法,并结合 Vite 构建工具优化前端工程化流程。内容包括模块化设计、类型声明管理、代码分割、热更新原理以及构建性能调优。通过完整项目示例,帮助开发者提升代码可维护性与开发效率。

39

2026.02.13

Redis高可用架构与分布式缓存实战
Redis高可用架构与分布式缓存实战

本专题围绕 Redis 在高并发系统中的应用展开,系统讲解主从复制、哨兵机制、Cluster 集群模式及数据分片原理。内容涵盖缓存穿透与雪崩解决方案、分布式锁实现、热点数据优化及持久化策略。通过真实业务场景演示,帮助开发者构建高可用、可扩展的分布式缓存系统。

119

2026.02.13

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 22.4万人学习

Django 教程
Django 教程

共28课时 | 4.5万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 1.7万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号