前言:
这是我第一次接触,网上我没找到从0到1的课程安排,自己借助AI 官方资料去学习。所以对于阶段呢,就考虑基础准备 和项目实战,以及提升优化等等
推理的 ONNX 运行时:
- 提高各种 ML 模型的推理性能
- 在不同的硬件和作系统上运行
- 使用 Python 进行训练,但部署到 C#/C++/Java 应用中
- 使用在不同框架中创建的模型进行训练和执行推理
C++在AI部署中的独特价值
虽然Python在AI训练领域占主导地位,但在实际部署环境中,C++凭借其高性能、低延迟和资源效率成为工业界首选。许多大型科技公司都在使用C++将AI模型部署到生产环境,特别是对性能有严格要求的场景。
从理论到实践的学习路径
阶段一:基础准备与工具熟悉(1-2个月)
首先,你需要建立C++与AI框架的桥梁。以下是核心工具和技术:
ONNX(Open Neural Network Exchange) - 模型格式转换标准
- 学习将Python训练的模型导出为ONNX格式
- 使用ONNX Runtime进行C++推理
LibTorch(PyTorch的C++接口)
- 官方文档:https://pytorch.org/cppdocs/
- 提供直接加载PyTorch模型的API
TensorFlow C++ API
- 适用于使用TensorFlow训练的模型
OpenCV DNN模块
- 支持多种模型格式的推理,适合计算机视觉应用
阶段二:实际项目开发(2-3个月)
选择一个小型但完整的项目来实践:
cpp
// 示例:使用ONNX Runtime进行模型推理的基本代码结构
#include <onnxruntime_cxx_api.h>
// 初始化环境
Ort::Env env(ORT_LOGGING_LEVEL_WARNING, "test");
Ort::SessionOptions session_options;
session_options.SetIntraOpNumThreads(1);
// 加载ONNX模型
Ort::Session session(env, "model.onnx", session_options);
// 准备输入输出
std::array<int64_t, 4> input_shape = {1, 3, 224, 224};
std::vector<float> input_data(1*3*224*224, 0.5f); // 示例数据
// 创建输入Tensor
auto memory_info = Ort::MemoryInfo::CreateCpu(OrtDeviceAllocator, OrtMemTypeCPU);
Ort::Value input_tensor = Ort::Value::CreateTensor<float>(
memory_info, input_data.data(), input_data.size(),
input_shape.data(), input_shape.size()
);
// 运行推理
auto output_tensors = session.Run(Ort::RunOptions{nullptr},
input_names.data(), &input_tensor, 1,
output_names.data(), output_names.size());阶段三:性能优化进阶(持续学习)
- 模型量化 - 减少模型大小和提高推理速度
- 多线程推理 - 利用C++线程池处理批量请求
- 硬件加速 - 使用GPU(CUDA)、TensorRT或OpenVINO
- 内存管理优化 - 使用智能指针避免内存泄漏
实战项目建议
以下是你可以尝试的具体项目想法,每个都能强化你的技能:
基于C++和Qt的图像分类应用
- 使用Qt构建GUI界面
- 集成ONNX Runtime进行图像分类
- 实现实时摄像头推理功能
高性能推理服务器
- 使用C++开发HTTP/RPC服务
- 实现模型批处理和多线程推理
- 添加请求队列和负载均衡
边缘设备部署项目
- 在树莓派或Jetson Nano上部署模型
- 实现模型量化以适应资源受限环境
学习资源推荐
官方文档
- ONNX Runtime: https://onnxruntime.ai/docs/
- LibTorch: https://pytorch.org/cppdocs/installing.html
开源项目参考
- 腾讯NCNN: https://github.com/Tencent/ncnn
- 小米MACE: https://github.com/XiaoMi/mace
视频课程
- Udemy: "C++ AI Development"(侧重实践)
- Coursera: "Deploying Machine Learning Models"(理论结合)
应对挑战的策略
作为C++开发者进入AI领域,你可能会遇到一些挑战,以下是解决方案:
- 模型转换问题 → 学习ONNX和不同框架的导出技巧
- 性能瓶颈 → 掌握性能分析工具(如perf、VTune)
- 依赖管理 → 使用vcpkg或conan管理C++依赖
最深刻的代码往往不在于它的复杂性,而在于它如何将抽象转化为现实——就像C++将机器学习理论转化为高效可靠的系统一样。随着AI技术日益普及,真正稀缺的不是会训练模型的人,而是能让模型在实际环境中高效、稳定运行的人才。
