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介绍

nndeploy是一款模型端到端部署框架。以多端推理以及基于有向无环图模型部署为基础，致力为用户提供跨平台、简单易用、高性能的模型部署体验。

架构

特性

1. 开箱即用的算法

目前已完成 YOLOV5、YOLOV6、YOLOV8 等模型的部署，可供您直接使用，后续我们持续不断去部署其它开源模型，让您开箱即用

2. 支持跨平台和多推理框架

一套代码多端部署：通过切换推理配置，一套代码即可完成模型跨多个平台以及多个推理框架部署

当前支持的推理框架如下：

Notice: TFLite, TVM, OpenPPL, sophgo, Horizon正在开发中，我们正在努力覆盖绝大部分的主流推理框架

3. 简单易用

• 基于有向无环图部署模型： 将 AI 算法端到端（前处理->推理->后处理）的部署抽象为有向无环图 Graph，前处理为一个 Node，推理也为一个 Node，后处理也为一个 Node

• 推理模板Infer： 基于多端推理模块Inference + 有向无环图节点Node再设计功能强大的推理模板Infer，Infer推理模板可以帮您在内部处理不同的模型带来差异，例如单输入、多输入、单输出、多输出、静态形状输入、动态形状输入、静态形状输出、动态形状输出一系列不同

• 高效解决多模型的复杂场景：在多模型组合共同完成一个任务的复杂场景下（例如老照片修复），每个模型都可以是独立的Graph，nndeploy的有向无环图支持图中嵌入图灵活且强大的功能，将大问题拆分为小问题，通过组合的方式快速解决多模型的复杂场景问题

• 快速构建demo：对于已部署好的模型，需要编写demo展示效果，而demo需要处理多种格式的输入，例如图片输入输出、文件夹中多张图片的输入输出、视频的输入输出等，通过将上述编解码节点化，可以更通用以及更高效的完成demo的编写，达到快速展示效果的目的（目前主要实现了基于OpneCV的编解码节点化）

4. 高性能

• 推理框架的高性能抽象：每个推理框架也都有其各自的特性，需要足够尊重以及理解这些推理框架，才能在抽象中不丢失推理框架的特性，并做到统一的使用的体验。nndeploy 可配置第三方推理框架绝大部分参数，保证了推理性能。可直接操作推理框架内部分配的输入输出，实现前后处理的零拷贝，提升模型部署端到端的性能。

• 线程池：提高模型部署的并发性能和资源利用率（thread pool）。此外，还支持CPU端算子自动并行，可提升CPU算子执行性能（parallel_for）。

• 内存池：完成后可实现高效的内存分配与释放(TODO)

• 一组高性能的算子：完成后将加速您模型前后处理速度(TODO)

5. 并行

• 串行：按照模型部署的有向无环图的拓扑排序，依次执行每个节点。

• 流水线并行：在处理多帧的场景下，基于有向无环图的模型部署方式，可将前处理 Node、推理 Node、后处理 Node绑定三个不同的线程，每个线程又可绑定不同的硬件设备下，从而三个Node可流水线并行处理。在多模型以及多硬件设备的的复杂场景下，更加可以发挥流水线并行的优势，从而可显著提高整体吞吐量。

• 任务并行：在多模型以及多硬件设备的的复杂场景下，基于有向无环图的模型部署方式，可充分挖掘模型部署中的并行性，缩短单次算法全流程运行耗时

• 上述模式的组合并行：在多模型、多硬件设备以及处理多帧的复杂场景下，nndeploy的有向无环图支持图中嵌入图的功能，每个图都可以有独立的并行模式，故用户可以任意组合模型部署任务的并行模式，可充分发挥硬件性能。

资源仓库

• 我们已将第三方库、模型仓库和测试数据上传至HuggingFace上，如有需要，欢迎您前往下载使用。

文档

• 更多信息，访问nndeploy文档。

下一步规划

• 推理后端
  • 完善已接入的推理框架coreml
  • 完善已接入的推理框架paddle-lite
  • 接入新的推理框架TFLite
• 设备管理模块
  • 新增OpenCL的设备管理模块
  • 新增ROCM的设备管理模块
  • 新增OpenGL的设备管理模块
• 内存优化
  • 主从内存拷贝优化：针对统一内存的架构，通过主从内存映射、主从内存地址共享等方式替代主从内存拷贝
  • 内存池：针对nndeploy的内部的数据容器Buffer、Mat、Tensor，建立异构设备的内存池，实现高性能的内存分配与释放
  • 多节点共享内存机制：针对多模型串联场景下，基于模型部署的有向无环图，在串行执行的模式下，支持多推理节点共享内存机制
  • 边的环形队列内存复用机制：基于模型部署的有向无环图，在流水线并行执行的模式下，支持边的环形队列共享内存机制
• stable diffusion model
  • 部署stable diffusion model
  • 针对stable diffusion model搭建stable_diffusion.cpp（推理子模块，手动构建计算图的方式）
  • 高性能op
  • 分布式
    • 在多模型共同完成一个任务的场景里，将多个模型调度到多个机器上分布式执行
    • 在大模型的场景下，通过切割大模型为多个子模型的方式，将多个子模型调度到多个机器上分布式执行

参考

• TNN
• FastDeploy
• opencv
• CGraph
• CThreadPool
• tvm
• mmdeploy
• FlyCV
• torchpipe

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• nndeploy是由一群志同道合的网友共同开发以及维护，我们不定时讨论技术，分享行业见解。当前nndeploy正处于发展阶段，如果您热爱开源、喜欢折腾，不论是出于学习目的，抑或是有更好的想法，欢迎加入我们。

• 微信：titian5566 (可加我微信进nndeploy交流群，备注：nndeploy+姓名)

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