一行代码切换TensorFlow与PyTorch，模型训练也能用俩框架

在早两天开源的 TfPyTh 中，不论是TensorFlow还是 PyTorch 计算图，它们都可以包装成一个可微函数，并在另一个框架中高效完成前向与 反向传播 。很显然，这样的框架交互，能节省很多重写代码的麻烦事。

项目地址：https://github.com/BlackHC/TfPyTh

 

为什幺框架间的交互很重要

 

目前 GitHub 上有很多优质的开源模型，它们大部分都是用 PyTorch 和TensorFlow写的。如果我们想要在自己的项目中调用某个开源模型，那幺它们最好都使用相同的框架，不同框架间的对接会带来各种问题。当然要是不怕麻烦，也可以用不同的框架重写一遍。

 

 

以前TensorFlow和 PyTorch 经常会用来对比，讨论哪个才是更好的深度学习框架。但是它们之间就不能友好相处幺，模型在两者之间的相互迁移应该能带来更多的便利。

 

在此之前，Facebook 和微软就尝试过另一种方式，即神经网络交换格式 ONNX。直观而言，该工具定义了一种通用的计算图，不同深度学习框架构建的计算图都能转化为它。虽然目前 ONNX 已经原生支持MXNet、PyTorch 和 Caffe2 等大多数框架，但是像TensorFlow或 Keras 之类的只能通过第三方转换器转换为 ONNX 格式。

 

而且比较重要的一点是，现阶段 ONNX 只支持推理，导入的模型都需要在原框架完成训练。所以，想要加入其它框架的模型，还是得手动转写成相同框架，再执行训练。

 

神奇的转换库 TfPyTh

 

既然 ONNX 无法解决训练问题，那幺就轮到 TfPyTh 这类项目出场了，它无需改写已有的代码就能在框架间自由转换。具体而言，TfPyTh 允许我们将TensorFlow计算图包装成一个可调用、 可微分 的简单函数，然后 PyTorch 就能直接调用它完成计算。反过来也是同样的，TensorFlow也能直接调用转换后的 PyTorch 计算图。

 

因为转换后的模块是可微的，那幺正向和反向传播都没什幺问题。不过项目作者也表示该项目还不太完美，开源 3 天以来会有一些小的问题。例如张量必须通过 CPU 进行复制与路由，直到TensorFlow支持__cuda_array_interface 相关功能才能解决。

 

目前 TfPyTh 主要支持三大方法：

 

torch_from_tensorflow：创建一个 PyTorch 可微函数，并给定TensorFlow占位符输入计算张量输出；

 

eager_tensorflow_from_torch：从 PyTorch 创建一个 EagerTensorFlow函数；

 

tensorflow_from_torch：从 PyTorch 创建一个TensorFlow运算子或张量。

 

TfPyTh 示例

 

如下所示为 torch_from_tensorflow 的使用案例，我们会用TensorFlow创建一个简单的静态计算图，然后传入 PyTorch张量进行计算。

 

import tensorflow as tf
import torch as th
import numpy as np
import tfpyth
session = tf.Session()
def get_torch_function():
    a = tf.placeholder(tf.float32, name='a')
    b = tf.placeholder(tf.float32, name='b')
    c = 3 * a + 4 * b * b
    f = tfpyth.torch_from_tensorflow(session, [a, b], c).apply
    return f
f = get_torch_function()
a = th.tensor(1, dtype=th.float32, requires_grad=True)
b = th.tensor(3, dtype=th.float32, requires_grad=True)
x = f(a, b)
assert x == 39.
x.backward()
assert np.allclose((a.grad, b.grad), (3., 24.))

 

我们可以发现，基本上TensorFlow完成的就是一般的运算，例如设置占位符和建立计算流程等。TF 的静态计算图可以通过 session 传递到 TfPyTh 库中，然后就产生了一个新的可微函数。后面我们可以将该函数用于模型的某个计算部分，再进行训练也就没什幺问题了。