Özet ve Neden Önemli?
Tarayıcıda çalışan yapay zeka, gizlilik, gecikme ve kullanıcı deneyimi açısından oyunun kurallarını değiştiriyor. WebGPU ile birlikte ONNX Runtime Web kullanarak bir görsel sınıflandırma modelini tamamen istemcide, yani kullanıcının cihazında çalıştırabilirsiniz. Böylece veriler sunucuya gönderilmez, ağ gecikmesi azalır ve uygulama çevrimdışı senaryolarda dahi işlevini sürdürür. Bu yazıda, sıfırdan bir ön yüz projesine WebGPU destekli ONNX Runtime Web ekleyerek, bir görüntüyü sınıflandırma adımlarını sade ama teknik açıdan tatmin edici bir şekilde ele alacağız.
Gereksinimler ve Mimari
WebGPU, modern tarayıcılarda donanım hızlandırmalı hesaplamaya erişmek için tasarlanmış, Vulkan/Metal/DX12 benzeri bir grafik ve hesap arayüzüdür. Chrome ve Edge’de kararlı; Safari’de Technology Preview; Firefox’ta ise genellikle bayrakla etkinleştirilmektedir. ONNX Runtime Web (kısaca ort), ONNX formatındaki modelleri tarayıcıda WASM, WebGL veya WebGPU üzerinde çalıştırır. Mimari şu şekilde işler: model dosyası (örn. mobilenetv3.onnx), tarayıcıya indirilir; preprocess aşamasıyla görüntü tensöre dönüştürülür; WebGPU yürütücüsü ile ileri besleme yapılır; sonuçlar postprocess ile insan tarafından anlaşılır etiketlere çevrilir.
Kurulum ve Dosya Yapısı
Basit bir yapı için bir HTML dosyası (index.html), bir JavaScript dosyası (app.js) ve model/etiket dosyalarınız (models/mobilenetv3.onnx, labels.txt) yeterlidir. Paket yöneticisi kullanacaksanız onnxruntime-web paketini ekleyebilir veya CDN üzerinden import edebilirsiniz. Yerel geliştirme için npm create vite@latest ile hafif bir iskelet kurup, npm i onnxruntime-web komutuyla kütüphaneyi dahil edebilirsiniz. Veya basit bir HTML sayfasında <script type="module"> ile ESM import yapabilirsiniz.
WebGPU’nun Etkinliği ve Geri Dönüş Planı
Önce tarayıcının WebGPU desteğini kontrol edin: if ('gpu' in navigator). ONNX Runtime Web oturumunu başlatırken yürütücüleri öncelik sırasına koyabilirsiniz: executionProviders: ['webgpu', 'webgl', 'wasm']. Böylece WebGPU yoksa WebGL, o da yoksa WASM’a otomatik düşülür. Bu yaklaşım, geniş bir cihaz/tarayıcı yelpazesini hedeflemenizi sağlar.
Modeli Yükleme ve Oturum Oluşturma
Bir InferenceSession başlatırken, graphOptimizationLevel ve preferredOutputLocation gibi seçeneklerle performansı iyileştirebilirsiniz. Örnek bir akış şu şekildedir: modeli fetch ile indirip await ort.InferenceSession.create çağırarak oturumu hazırlayın; etiket dosyasını (labels.txt) satır satır belleğe alın; giriş tensörünü uygun boyuta (ör. 224x224), kanal sırasına ve normalizasyona getirip Float32Array içine yerleştirin; ardından session.run(feeds) ile çıktı alın.
Ön İşleme: Doğru Tensör, Doğru Sonuç
Ön işleme aşaması, modelden iyi sonuç almak için kritiktir. Tipik olarak aşağıdaki adımları uygularsınız: resmi canvas üzerinde 224x224’e yeniden boyutlandırma; RGB kanallarını çıkarma; piksel değerlerini 0–1 aralığına ölçekleme; modelin beklediği ortalama ve standart sapma ile normalizasyon; kanal sırasını HWC’den CHW’ye çevirme. Son olarak tensörü new ort.Tensor('float32', data, [1, 3, 224, 224]) şeklinde oluşturursunuz.
Çıktının İşlenmesi ve Etiketleme
Modelden alınan ham skorları (logit) softmax ile olasılığa çevirmek, ardından en yüksek değere sahip sınıfı ve olasılığını bulmak temel adımdır. Etiket dosyanızla eşleyip kullanıcıya en olası ilk üç sonucu gösterebilirsiniz. Basit bir kullanıcı arayüzü için bir dosya yükleme alanı ve sonuç listesini güncelleyen kısa bir fonksiyon yeterlidir.
Performans İpuçları
1) WebGPU seçimi: Cihaz destekliyse WebGPU belirgin hız sağlar. 2) Kantizasyon: INT8 veya FP16 kantize modeller daha küçük ve hızlıdır; doğruluk/performans dengesini ölçün. 3) Toplu işleme: Birden fazla görseli ardışık yerine mini-batch olarak çalıştırmak throughput’u artırabilir. 4) WASM ayarları: Geri dönüş halinde ort.env.wasm.numThreads gibi ayarlarla CPU tarafını hızlandırın. 5) IO binding: Gelişmiş senaryolarda giriş/çıkışları GPU belleğinde bağlamak kopyalama maliyetini düşürür. 6) Önyükleme: İlk yüklemede modeli önbelleğe almak (Service Worker, HTTP caching) deneyimi iyileştirir.
Uyumluluk ve Sorun Giderme
Eğer “WebGPU desteklenmiyor” uyarısı alırsanız tarayıcınızı güncelleyin veya geçici olarak WebGL/WASM geri dönüş yolu kullanın. CORS hataları için model ve etiket dosyalarınızı aynı origin’den servis edin veya uygun başlıkları ayarlayın. Bozuk sonuçlar genelde ön işleme hatalarından kaynaklanır: kanal sırası (CHW vs HWC), normalizasyon değerleri ve giriş boyutunu iki kez kontrol edin. Performans düşükse geliştirici araçlarında GPU işlem kullanımını izleyin; entegre GPU’larda FP16/INT8 kazancı değişebilir.
Gizlilik ve Güvenlik
Yerel çıkarım, görsellerin cihazdan çıkmaması sayesinde gizliliği güçlendirir. Yine de kullanıcı izni olmadan dosya okuma, kalıcı depolama veya kamera erişimi gibi API’ler kullanılmamalıdır. Büyük modeller için indirme boyutunu küçültmek (sıkıştırma, kantizasyon) hem veri kullanımı hem de ilk yükleme süresini azaltır.
Sonuç
WebGPU ve ONNX Runtime Web ile tarayıcıda görsel sınıflandırma, artık bir prototipten öteye geçmiş durumda. Doğru model, sağlam ön işleme ve akıllı geri dönüş stratejileriyle, yüksek performanslı ve gizliliğe saygılı deneyimler oluşturabilirsiniz. Küçük bir demoyla başlayın; ardından etkileşimli görsel arama, canlı kamera üzerinde etiketleme veya tamamen çevrimdışı çalışan PWA gibi senaryolara genişleyin. Gelecek, kullanıcıların cihazında—ve siz bugün bunun temelini atabilirsiniz.