不同的模型后缀(如 .onnx
、.h5
、.pt
等)代表了不同的深度学习框架或工具的模型存储格式。它们的区别主要体现在存储格式、框架的兼容性以及如何保存和加载模型的方式。
1. .onnx
- Open Neural Network Exchange
- 框架兼容性:ONNX(Open Neural Network Exchange)是一个开放的深度学习模型交换格式,它允许模型在不同的框架之间互操作。例如,可以在 PyTorch 中训练一个模型,然后将其导出为 ONNX 格式,并在 TensorFlow、Caffe2 或其他支持 ONNX 的框架中进行推理。
- 特点:
- 跨框架:支持多种深度学习框架(如 PyTorch、TensorFlow、MXNet 等)之间的模型转换。
- 优化:ONNX 兼容多种硬件加速库(如 ONNX Runtime),支持模型优化,能够在不同的设备(如 CPU、GPU)上高效运行。
- 标准化:ONNX 提供了一套标准化的操作和算子,可以跨平台、跨框架使用。
- 用途:适用于跨平台、跨框架模型部署和推理。
2. .h5
- HDF5
- 框架兼容性:
.h5
是由 Keras(TensorFlow 中的高级API)使用的一种格式,它基于 HDF5(Hierarchical Data Format 5)标准,用于存储模型结构、权重以及训练配置等。 - 特点:
- 存储模型结构和权重:
.h5
文件包含模型的架构、权重、优化器状态等,适用于 TensorFlow 和 Keras 框架。 - 文件格式:HDF5 是一种用于存储和组织大量数据的格式,支持高效的数据压缩和存取。
- 可序列化:
.h5
文件存储的是 Python 对象,可以方便地保存和加载 Keras 模型。
- 存储模型结构和权重:
- 用途:广泛用于 Keras 和 TensorFlow 中保存训练后的模型,尤其在 TensorFlow 1.x 和 2.x 中仍然非常常见。
3. .pt
/ .pth
- PyTorch
- 框架兼容性:
.pt
和.pth
是 PyTorch 框架使用的常见模型存储格式。它们通常用于保存 PyTorch 的模型状态字典(state_dict),即模型的参数(权重)和优化器的状态。 - 特点:
state_dict
格式:PyTorch 使用state_dict
存储模型的参数(权重和偏置)以及其他信息。.pt
和.pth
文件通常保存这些参数。- 可扩展:保存的模型不仅可以包含训练后的权重,还可以包括网络结构的其他部分(例如,优化器状态、学习率调度器状态等)。
- 灵活性:
.pt
文件通常不是完全的模型定义,它需要在加载时根据代码来重建模型的架构。
- 用途:主要用于 PyTorch 框架中的模型保存与加载,适用于训练过程中或训练后保存模型的权重。
4. .tflite
- TensorFlow Lite
- 框架兼容性:
.tflite
是 TensorFlow Lite(一个用于移动设备和嵌入式设备的轻量级推理库)使用的模型格式。 - 特点:
- 轻量化:TensorFlow Lite 格式专门为移动设备、嵌入式系统以及边缘设备优化,支持较低的内存和计算需求。
- 优化:支持量化(quantization)、裁剪(pruning)等优化手段,以减少模型大小和提高推理速度。
- 用途:适用于 TensorFlow 模型的移动端和嵌入式设备部署。
5. .pb
- Protocol Buffers (TensorFlow)
- 框架兼容性:
.pb
是 TensorFlow 中保存模型的常见格式,代表了 Protocol Buffers 格式。 - 特点:
- 存储模型定义:
.pb
文件包含了整个 TensorFlow 模型的图结构(计算图),即模型的结构和操作,但通常不包含权重(权重保存在.ckpt
文件中)。 - 支持推理:
.pb
文件常用于部署阶段,可以用于在没有源码的情况下进行推理。
- 存储模型定义:
- 用途:在 TensorFlow 中保存模型并用于生产环境部署,尤其是模型导出和 TensorFlow Serving。
6. .ckpt
- TensorFlow Checkpoint
- 框架兼容性:
.ckpt
是 TensorFlow 用于保存模型权重的文件格式,通常与.pb
文件一起使用,保存的是模型的训练状态。 - 特点:
- 存储训练过程:
.ckpt
文件通常包含模型的权重、优化器状态、全局步骤等,适用于模型训练过程中的存储。 - 通常与
.meta
文件一起使用:.meta
文件保存的是计算图结构,而.ckpt
文件保存的是训练好的参数。
- 存储训练过程:
- 用途:适用于 TensorFlow 中保存模型的中间状态和训练后的权重。
7. .pkl
- Python Pickle
- 框架兼容性:
.pkl
是 Python 的一种通用序列化格式,用于存储 Python 对象,包括模型对象。 - 特点:
- 序列化:
.pkl
文件可以存储任意 Python 对象(包括模型对象),通常用来保存一些简单的模型或轻量的机器学习模型(如 scikit-learn 模型)。 - 非标准化:不同框架的模型可能不会直接支持
.pkl
格式,因此.pkl
更多的是用于 Python 环境中的快速保存和加载。
- 序列化:
- 用途:适用于保存 Python 中的模型,尤其是使用 scikit-learn、XGBoost 等框架的模型。
总结
后缀 | 框架/工具 | 用途 | 特点 |
---|---|---|---|
.onnx | 多框架兼容(PyTorch, TensorFlow, etc.) | 跨框架模型转换与部署 | 跨平台、跨框架、优化和加速 |
.h5 | Keras, TensorFlow | 保存 Keras/TensorFlow 模型的结构和权重 | HDF5 格式,支持保存完整模型,结构和权重统一存储 |
.pt | PyTorch | 保存 PyTorch 模型的权重或状态字典 | PyTorch 专用,通常保存 state_dict |
.tflite | TensorFlow Lite | 移动设备和边缘设备上的推理 | 轻量化,优化以适应移动设备和嵌入式系统 |
.pb | TensorFlow | TensorFlow 模型的导出格式 | 包含计算图,适用于 TensorFlow 部署 |
.ckpt | TensorFlow | TensorFlow 中训练过程的检查点文件 | 存储模型权重和训练状态,通常与 .meta 配合使用 |
.pkl | Python (通用) | 保存 Python 对象(如模型对象) | 通用序列化,适用于 Python 环境 |
不同的后缀代表了不同的框架或工具的模型存储格式,选择哪种格式取决于读者所使用的框架、任务的需求以及部署环境的要求。
附上Analytics Vidhya中关于深度学习框架
的介绍:
Top 6 Deep Learning Frameworks You Should Know in 2024