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小米开源自研移动端深度学习框架MACE

2018-06-29 08:54:20作者:米农稿源:小米

小米人工智能负责人2018年6月28日在中国开源世界高峰论坛上发表《小米 AI 时代的开源》演讲并宣布开源小米自研的移动端深度学习框架 Mobile AI Compute Engine (简称为MACE)。MACE项目地址

小米开源自研移动端深度学习框架MACE

近年来,随着移动互联网的深入发展和IoT智能设备的普及,以及用户对智能性,低延迟和隐私保护的诉求变得越来越高,移动设备上的离线深度学习应用变得越来越普遍。

 

MACE 是专门为移动设备优化的深度学习模型预测框架,MACE 从设计之初,便针对移动设备的特点进行了专门的优化:

速度:对于放在移动端进行计算的模型,一般对整体的预测延迟有着非常高的要求。在框架底层,针对ARM CPU进行了NEON指令级优化,针对移动端GPU,实现了高效的OpenCL内核代码。针对高通DSP,集成了nnlib计算库进行HVX加速。同时在算法层面,采用Winograd算法对卷积进行加速。

功耗:移动端对功耗非常敏感,框架针对ARM处理器的big.LITTLE架构,提供了高性能,低功耗等多种组合配置。针对Adreno GPU,提供了不同的功耗性能选项,使得开发者能够对性能和功耗进行灵活的调整。

系统响应:对于GPU计算模式,框架底层对OpenCL内核自适应的进行分拆调度,保证GPU渲染任务能够更好的进行抢占调度,从而保证系统的流畅度。

初始化延迟:在实际项目中,初始化时间对用户体验至关重要,框架对此进行了针对性的优化。

内存占用:通过对模型的算子进行依赖分析,引入内存复用技术,大大减少了内存的占用。

模型保护:对于移动端模型,知识产权的保护往往非常重要,MACE支持将模型转换成C++代码,大大提高了逆向工程的难度。

 

此外,MACE 支持 TensorFlow 和 Caffe 模型,提供转换工具,可以将训练好的模型转换成专有的模型数据文件,同时还可以选择将模型转换成C++代码,支持生成动态库或者静态库,提高模型保密性。

小米开源自研移动端深度学习框架MACE

目前MACE已经在小米手机上的多个应用场景得到了应用,其中包括相机的人像模式,场景识别,图像超分辨率,离线翻译(即将实现)等。

 

此外,随着MACE一起开源的还有 MACE Model Zoo 项目,目前包含物体识别,场景语义分割,图像风格化等多个公开模型。后续会增加更多模型。

小米开源自研移动端深度学习框架MACE

上方是用MACE Model Zoo中的fast style transfer(快速风格迁移)模型在手机端生成的风格化图片。

 

此前小米曾参与多个国际重大的开源项目,比如Hadoop、HBase、Spark、TensorFlow等,同时,小米也积极参与自研、具有通用性的软件系统。过去几年,小米相继推出了Linden(分布式实时搜索系统),Open-Falcon(互联网企业级监控系统)、Pegasus(分布式KV存储系统)等一系列开源项目。

在AI方面,小米开源了自研的针对移动端设备优化的深度学习框架 MACE,目前已经支持内部的多个业务。

 

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