如何从零使用 Keras + TensorFlow 开发一个复杂深度学习模型
2024-05-11 22:37
1. 如何从零使用 Keras + TensorFlow 开发一个复杂深度学习模型
这篇文章介绍的是关于并行深度神经网络的设计。在今年发布的两个机器学习项目中，cxxnet是最精彩的一个。因为它包含了我们团队可以发挥到的机器学习和系统的各个方面的极致：除了前沿的深度学习之外，它的两个独到特点也是让我们在设计实现中最为享受的1)灵活的公式支持和极致的C++模板编程；深度神经网络的实现大致分两类：以python为主的编程效率派和以c++为核心的为代表的追逐性能派。前者支持直接tensor的计算，而后者往往需要给每个神经网络的层和更新公式编写独立的cudakernel。编程效率派认为机器学习程序员应该是写公式来达到代码最大的可读性和易改写性。而很多以C++为核心的代码之所以没有支持非常灵活的张量计算，是因为因为运算符重载和临时空间的分配会带来效率的降低。cxxnet的核心mshadow在这两者之间做了一个平衡。使得我们在不损失效率的前提下可以通过模板编程技术允许开发者编写和matlab/numpy类似的代码，并且在编译时自动成优化的kernel。其背后的expressiontemplate技术是我最喜欢的c++trick之一。非常值得最求效率抽象和优美的同学了解。因为采用了mshadow作为核心，直接导致cxxnet的各种实现可以非常简单可读，编写一份代码就可以在GPU和CPU上面跑。使得其在代码简洁和可扩展上更加容易。2)通用的并行参数共享和更新方案多卡和多机计算一直是大规模机器学习中一个让人兴奋的话题。提到神经网络并行，最让我头疼的是可以选择的方案很多，而都涉及到不同的hack。单机多卡到底是用P2P，还是拷贝到内存，是用stream开始开多线程。分布式到底是用parameterserver，MPI还是自己写一个框架。可以选择的方法很多。设计出一个分布式的代码不难，困难的是如何让并行的接口自然的独立出来，使得其不会影响其它部分的实现。经过不断地考虑，最终我决定采用了mshadow-ps这样一个统一的参数共享接口。简单的说，mshadow-ps是一个GPU的异步parameterserver接口（应该也是目前为止唯一一个，因为GPU线程模型和CPU不同，原有的的ps库并不能直接用于GPU）。异步通信对于神经网络的更新非常重要。在backprop算法中，我们很早就可以获得梯度并且进行梯度同步，而只有到下一次forward到对应层的时候才会需要这个weight。我和limu合作设计了ps风格的三个接口来解决这样的同步问题，Push/PullReq和Pullwait。当获backprop得梯度的时候直接调用push把梯度发送出去，并且调用pullreq请求结果。Push和Pullreq都是异步操作，背后会有单独的线程同时完成数据拷贝同步，以及拷回的操作。而当我们需要weight之前在调用Pullwait来等待可能没有完成的操作。这样简单的三个接口，使得我们可以经过很少的改动就可以设计出多卡和分布式的神经网络来，并且在调用这些接口的时候完全不需要关系同步的实现是什么。值得一提的是，这样的编程模式把多GPU，分布式以及各个通信框架直接结合起来。mshadow-ps支持单机多卡的GPUPS，以及基于parameter-server的分布式PS实现。同样的也可以很容易MPI来支持多机通信。使得一个统一的接口，可以完成从单机多卡到分布式各种后端实现的支持。并且因为高效的异步通信，使得我们可以在alexnet上面达到linearspeedup(注：并行的难度在于计算和通信的时间比，weight少更加复杂的网络反而更加容易线性加速，而alexnet是非常困难的例子)。经过团队里面大家不断地努力，cxxnet的V2终于可以和大家见面了。除了上述介绍的技术亮点之外，还有各种好玩的特性。现在把特点总结如下：1.轻量而齐全的框架：我们尽力维持最小的依赖库实现最多的功能。推荐环境下仅需要CUDA,OpenCV,MKL或BLAS即可编译。2.强大的统一的并行计算接口：基于mshadow-ps的并行计算接口采用了一份代码解决了多GPU，多机的异步同步。同步和计算重叠，在多份测试中均可以得到线性加速比。3.易于扩展的代码结构：cxxnet计算核心由mshadow提供。Mshadow使用户可以编写numpy/matlab风格的代码，但仍具备手动优化cuda代码的灵活性。CPU和GPU共享同一份代码，在编译期间通过模板自动翻译成CUDA/MKL调用。另外一些特性包括：4.CuDNN支持：Nvidia原生卷积支持，可加速计算30%！5.及时更新的最新技术：我们将及时跟进学术界的动态，例如现在已经支持MSRA的ParametricRelu和Google的BatchNormalization6.Caffe模型转换：支持将训练好的Caffe模型直接转化为cxxnet模型（本周内上线！）7.方便的语言接口：在Python中直接进行训练，方便可视化。Matlab也将很快提供我们相信可以通过最简洁清晰的代码来完成高效的C++深度神经网络实现。我们也欢迎对于系统和机器学习有兴趣的同学加入到项目中来
2. 如何从零使用 Keras + TensorFlow 开发一个复杂深度学习模型？
Keras 是提供一些高可用的 Python API ，能帮助你快速的构建和训练自己的深度学习模型，它的后端是 TensorFlow 或者 Theano 。本文假设你已经熟悉了 TensorFlow 和卷积神经网络，如果，你还没有熟悉，那么可以先看看这个10分钟入门 TensorFlow 教程和卷积神经网络教程，然后再回来阅读这个文章。 在这个教程中，我们将学习以下几个方面： 为什么选择 Keras？为什么 Keras 被认为是深度学习的未来？ 在Ubuntu上面一步一步安装Keras。 Keras TensorFlow教程：Keras基础知识。 了解 Keras 序列模型4.1 实际例子讲解线性回归问题 使用 Keras 保存和回复预训练的模型 Keras API6.1 使用Keras API开发VGG卷积神经网络6.2 使用Keras API构建并运行SqueezeNet卷积神经网络。
3. pytorch训练好的模型能用在keras或tensorflow吗
PyTorch本质上是Numpy的替代者，而且支持GPU、带有高级功能，可以用来搭建和训练深度神经网络。如果你熟悉Numpy、Python以及常见的深度学习概念（卷积层、循环层、SGD等），会非常容易上手PyTorch。 而TensorFlow可以看成是一个嵌入Python的编程语言。你写的TensorFlow代码会被Python编译成一张图，然后由TensorFlow执行引擎运行。我见过好多新手，因为这个增加的间接层而困扰。也正是因为同样的原因，TensorFlow有一些额外的概念需要学习，例如会话、图、变量作用域（variable scoping）、占位符等。 另外还需要更多的样板代码才能让一个基本的模型运行。所以TensorFlow的上手时间，肯定要比PyTorch长。 图创建和调试 赢家：PyTorch 创建和运行计算图可能是两个框架最不同的地方。在PyTorch中，图结构是动态的，这意味着图在运行时构建。而在TensorFlow中，图结构是静态的，这意味着图先被“编译”然后再运行。 举一个简单的例子，在PyTorch中你可以用标准的Python语法编写一个for循环结构
4. tensorflow怎么调用ckpt继续训练
基本使用
使用 TensorFlow, 你必须明白 TensorFlow:
使用图 (graph) 来表示计算任务.
在被称之为 会话 (Session) 的上下文 (context) 中执行图.
使用 tensor 表示数据.
通过 变量 (Variable) 维护状态.
使用 feed 和 fetch 可以为任意的操作(arbitrary operation) 赋值或者从其中获取数据.
综述
TensorFlow 是一个编程系统, 使用图来表示计算任务. 图中的节点被称之为 op
(operation 的缩写). 一个 op 获得 0 个或多个 Tensor, 执行计算,
产生 0 个或多个 Tensor. 每个 Tensor 是一个类型化的多维数组.
例如, 你可以将一小组图像集表示为一个四维浮点数数组,
这四个维度分别是 [batch, height, width, channels].
一个 TensorFlow 图描述了计算的过程. 为了进行计算, 图必须在 会话 里被启动.
会话 将图的 op 分发到诸如 CPU 或 GPU 之类的 设备 上, 同时提供执行 op 的方法.
这些方法执行后, 将产生的 tensor 返回. 在 Python 语言中, 返回的 tensor 是
numpy ndarray 对象; 在 C 和 C++ 语言中, 返回的 tensor 是
tensorflow::Tensor 实例.
计算图
TensorFlow 程序通常被组织成一个构建阶段和一个执行阶段. 在构建阶段, op 的执行步骤
被描述成一个图. 在执行阶段, 使用会话执行执行图中的 op.
例如, 通常在构建阶段创建一个图来表示和训练神经网络, 然后在执行阶段反复执行图中的训练 op.
TensorFlow 支持 C, C++, Python 编程语言. 目前, TensorFlow 的 Python 库更加易用,
它提供了大量的辅助函数来简化构建图的工作, 这些函数尚未被 C 和 C++ 库支持.
三种语言的会话库 (session libraries) 是一致的.
构建图
构建图的第一步, 是创建源 op (source op). 源 op 不需要任何输入, 例如 常量 (Constant). 源 op 的输出被传递给其它 op 做运算.
Python 库中, op 构造器的返回值代表被构造出的 op 的输出, 这些返回值可以传递给其它
op 构造器作为输入.
TensorFlow Python 库有一个默认图 (default graph), op 构造器可以为其增加节点. 这个默认图对
许多程序来说已经足够用了. 阅读 Graph 类 文档
来了解如何管理多个图.
import tensorflow as tf
# 创建一个常量 op, 产生一个 1x2 矩阵. 这个 op 被作为一个节点
# 加到默认图中.
#
# 构造器的返回值代表该常量 op 的返回值.
matrix1 = tf.constant([[3., 3.]])
# 创建另外一个常量 op, 产生一个 2x1 矩阵.
matrix2 = tf.constant([[2.],[2.]])
# 创建一个矩阵乘法 matmul op , 把 #39;matrix1#39; 和 #39;matrix2#39; 作为输入.
# 返回值 #39;product#39; 代表矩阵乘法的结果.
product = tf.matmul(matrix1, matrix2)
默认图现在有三个节点, 两个 constant() op, 和一个matmul() op. 为了真正进行矩阵相乘运算, 并得到矩阵乘法的
结果, 你必须在会话里启动这个图.
在一个会话中启动图
构造阶段完成后, 才能启动图. 启动图的第一步是创建一个 Session 对象, 如果无任何创建参数,
会话构造器将启动默认图.
欲了解完整的会话 API, 请阅读Session 类.
# 启动默认图.
sess = tf.Session()
# 调用 sess 的 #39;run()#39; 方法来执行矩阵乘法 op, 传入 #39;product#39; 作为该方法的参数.
# 上面提到, #39;product#39; 代表了矩阵乘法 op 的输出, 传入它是向方法表明, 我们希望取回
# 矩阵乘法 op 的输出.
#
# 整个执行过程是自动化的, 会话负责传递 op 所需的全部输入. op 通常是并发执行的.
#
# 函数调用 #39;run(product)#39; 触发了图中三个 op (两个常量 op 和一个矩阵乘法 op) 的执行.
#
# 返回值 #39;result#39; 是一个 numpy `ndarray` 对象.
result = sess.run(product)
print result
# ==> [[ 12.]]
# 任务完成, 关闭会话.
sess.close()
Session 对象在使用完后需要关闭以释放资源. 除了显式调用 close 外, 也可以使用 "with" 代码块
来自动完成关闭动作.
with tf.Session() as sess:
result = sess.run([product])
print result
在实现上, TensorFlow 将图形定义转换成分布式执行的操作, 以充分利用可用的计算资源(如 CPU
或 GPU). 一般你不需要显式指定使用 CPU 还是 GPU, TensorFlow 能自动检测. 如果检测到 GPU, TensorFlow
会尽可能地利用找到的第一个 GPU 来执行操作.
如果机器上有超过一个可用的 GPU, 除第一个外的其它 GPU 默认是不参与计算的. 为了让 TensorFlow
使用这些 GPU, 你必须将 op 明确指派给它们执行. withDevice 语句用来指派特定的 CPU 或 GPU
执行操作:
with tf.Session() as sess:
with tf.device("/gpu:1"):
matrix1 = tf.constant([[3., 3.]])
matrix2 = tf.constant([[2.],[2.]])
product = tf.matmul(matrix1, matrix2)
设备用字符串进行标识. 目前支持的设备包括:
"/cpu:0": 机器的 CPU.
"/gpu:0": 机器的第一个 GPU, 如果有的话.
"/gpu:1": 机器的第二个 GPU, 以此类推.
阅读使用GPU章节, 了解 TensorFlow GPU 使用的更多信息.
交互式使用
文档中的 Python 示例使用一个会话 Session 来
启动图, 并调用 Session.run() 方法执行操作.
为了便于使用诸如 IPython 之类的 Python 交互环境, 可以使用
InteractiveSession 代替
Session 类, 使用 Tensor.eval()
和 Operation.run() 方法代替
Session.run(). 这样可以避免使用一个变量来持有会话.
# 进入一个交互式 TensorFlow 会话.
import tensorflow as tf
sess = tf.InteractiveSession()
x = tf.Variable([1.0, 2.0])
a = tf.constant([3.0, 3.0])
# 使用初始化器 initializer op 的 run() 方法初始化 #39;x#39;
x.initializer.run()
# 增加一个减法 sub op, 从 #39;x#39; 减去 #39;a#39;. 运行减法 op, 输出结果
sub = tf.sub(x, a)
print sub.eval()
# ==> [-2. -1.]
Tensor
TensorFlow 程序使用 tensor 数据结构来代表所有的数据, 计算图中, 操作间传递的数据都是 tensor.
你可以把 TensorFlow tensor 看作是一个 n 维的数组或列表. 一个 tensor 包含一个静态类型 rank, 和
一个 shape. 想了解 TensorFlow 是如何处理这些概念的, 参见
Rank, Shape, 和 Type.
变量
Variables for more details.
变量维护图执行过程中的状态信息. 下面的例子演示了如何使用变量实现一个简单的计数器. 参见
变量 章节了解更多细节.
# 创建一个变量, 初始化为标量 0.
state = tf.Variable(0, name="counter")
# 创建一个 op, 其作用是使 state 增加 1
one = tf.constant(1)
new_value = tf.add(state, one)
update = tf.assign(state, new_value)
# 启动图后, 变量必须先经过`初始化` (init) op 初始化,
# 首先必须增加一个`初始化` op 到图中.
init_op = tf.initialize_all_variables()
# 启动图, 运行 op
with tf.Session() as sess:
# 运行 #39;init#39; op
sess.run(init_op)
# 打印 #39;state#39; 的初始值
print sess.run(state)
# 运行 op, 更新 #39;state#39;, 并打印 #39;state#39;
for _ in range(3):
sess.run(update)
print sess.run(state)
# 输出:
# 0
# 1
# 2
# 3
代码中 assign() 操作是图所描绘的表达式的一部分, 正如 add() 操作一样. 所以在调用 run()
执行表达式之前, 它并不会真正执行赋值操作.
通常会将一个统计模型中的参数表示为一组变量. 例如, 你可以将一个神经网络的权重作为某个变量存储在一个 tensor 中.
在训练过程中, 通过重复运行训练图, 更新这个 tensor.
Fetch
为了取回操作的输出内容, 可以在使用 Session 对象的 run() 调用 执行图时, 传入一些 tensor,
这些 tensor 会帮助你取回结果. 在之前的例子里, 我们只取回了单个节点 state, 但是你也可以取回多个
tensor:
input1 = tf.constant(3.0)
input2 = tf.constant(2.0)
input3 = tf.constant(5.0)
intermed = tf.add(input2, input3)
mul = tf.mul(input1, intermed)
with tf.Session() as sess:
result = sess.run([mul, intermed])
print result
# 输出:
# [array([ 21.], dtype=float32), array([ 7.], dtype=float32)]
需要获取的多个 tensor 值，在 op 的一次运行中一起获得（而不是逐个去获取 tensor）。
Feed
上述示例在计算图中引入了 tensor, 以常量或变量的形式存储. TensorFlow 还提供了 feed 机制, 该机制
可以临时替代图中的任意操作中的 tensor 可以对图中任何操作提交补丁, 直接插入一个 tensor.
feed 使用一个 tensor 值临时替换一个操作的输出结果. 你可以提供 feed 数据作为 run() 调用的参数.
feed 只在调用它的方法内有效, 方法结束, feed 就会消失. 最常见的用例是将某些特殊的操作指定为 "feed" 操作,
标记的方法是使用 tf.placeholder() 为这些操作创建占位符.
input1 = tf.placeholder(tf.float32)
input2 = tf.placeholder(tf.float32)
output = tf.mul(input1, input2)
with tf.Session() as sess:
print sess.run([output], feed_dict={input1:[7.], input2:[2.]})
# 输出:
# [array([ 14.], dtype=float32)]
for a larger-scale example of feeds.
如果没有正确提供 feed, placeholder() 操作将会产生错误.
MNIST 全连通 feed 教程
(source code)
给出了一个更大规模的使用 feed 的例子.
5. tensorflow训练好的模型，怎么调用?
调用时，代码如下: y即为输出的结果。 github传送门：SymphonyPy/Valified_Code_Classify 一个识别非常简单的验证码的程序 保存训练好的模型的代码如下： 训练完一个模型后，为了以后重复使用，通常我们需要对模型的结果进行保存。如果用Tensorflow去实现神经网络，所要保存的就是神经网络中的各项权重值。建议可以使用Saver类保存和加载模型的结果。 1、使用tf.train.Saver.save()方法保存模型 tf.train.Saver.save(sess, save_path, global_step=None, latest_filename=None, meta_graph_suffix='meta', write_meta_graph=True, write_state=True) sess: 用于保存变量操作的会话。 save_path: String类型，用于指定训练结果的保存路径。 global_step: 如果提供的话，这个数字会添加到save_path后面，用于构建checkpoint文件。这个参数有助于我们区分不同训练阶段的结果。 2、使用tf.train.Saver.restore方法价值模型 tf.train.Saver.restore(sess, save_path) sess: 用于加载变量操作的会话。 save_path: 同保存模型是用到的的save_path参数。
6. tensorflow 训练好的模型，怎么 调用
基本使用
使用 TensorFlow, 你必须明白 TensorFlow:
使用图 (graph) 来表示计算任务.
在被称之为 会话 (Session) 的上下文 (context) 中执行图.
使用 tensor 表示数据.
通过 变量 (Variable) 维护状态.
使用 feed 和 fetch 可以为任意的操作(arbitrary operation) 赋值或者从其中获取数据.
综述
TensorFlow 是一个编程系统, 使用图来表示计算任务. 图中的节点被称之为 op
(operation 的缩写). 一个 op 获得 0 个或多个 Tensor, 执行计算,
产生 0 个或多个 Tensor. 每个 Tensor 是一个类型化的多维数组.
例如, 你可以将一小组图像集表示为一个四维浮点数数组,
这四个维度分别是 [batch, height, width, channels].
一个 TensorFlow 图描述了计算的过程. 为了进行计算, 图必须在 会话 里被启动.
会话 将图的 op 分发到诸如 CPU 或 GPU 之类的 设备 上, 同时提供执行 op 的方法.
这些方法执行后, 将产生的 tensor 返回. 在 Python 语言中, 返回的 tensor 是
numpy ndarray 对象; 在 C 和 C++ 语言中, 返回的 tensor 是
tensorflow::Tensor 实例.
计算图
TensorFlow 程序通常被组织成一个构建阶段和一个执行阶段. 在构建阶段, op 的执行步骤
被描述成一个图. 在执行阶段, 使用会话执行执行图中的 op.
例如, 通常在构建阶段创建一个图来表示和训练神经网络, 然后在执行阶段反复执行图中的训练 op.
TensorFlow 支持 C, C++, Python 编程语言. 目前, TensorFlow 的 Python 库更加易用,
它提供了大量的辅助函数来简化构建图的工作, 这些函数尚未被 C 和 C++ 库支持.
三种语言的会话库 (session libraries) 是一致的.
构建图
构建图的第一步, 是创建源 op (source op). 源 op 不需要任何输入, 例如 常量 (Constant). 源 op 的输出被传递给其它 op 做运算.
Python 库中, op 构造器的返回值代表被构造出的 op 的输出, 这些返回值可以传递给其它
op 构造器作为输入.
TensorFlow Python 库有一个默认图 (default graph), op 构造器可以为其增加节点. 这个默认图对
许多程序来说已经足够用了. 阅读 Graph 类 文档
来了解如何管理多个图.
import tensorflow as tf
# 创建一个常量 op, 产生一个 1x2 矩阵. 这个 op 被作为一个节点
# 加到默认图中.
#
# 构造器的返回值代表该常量 op 的返回值.
matrix1 = tf.constant([[3., 3.]])
# 创建另外一个常量 op, 产生一个 2x1 矩阵.
matrix2 = tf.constant([[2.],[2.]])
# 创建一个矩阵乘法 matmul op , 把 'matrix1' 和 'matrix2' 作为输入.
# 返回值 'product' 代表矩阵乘法的结果.
product = tf.matmul(matrix1, matrix2)
默认图现在有三个节点, 两个 constant() op, 和一个matmul() op. 为了真正进行矩阵相乘运算, 并得到矩阵乘法的
结果, 你必须在会话里启动这个图.
在一个会话中启动图
构造阶段完成后, 才能启动图. 启动图的第一步是创建一个 Session 对象, 如果无任何创建参数,
会话构造器将启动默认图.
欲了解完整的会话 API, 请阅读Session 类.
# 启动默认图.
sess = tf.Session()
# 调用 sess 的 'run()' 方法来执行矩阵乘法 op, 传入 'product' 作为该方法的参数.
# 上面提到, 'product' 代表了矩阵乘法 op 的输出, 传入它是向方法表明, 我们希望取回
# 矩阵乘法 op 的输出.
#
# 整个执行过程是自动化的, 会话负责传递 op 所需的全部输入. op 通常是并发执行的.
#
# 函数调用 'run(product)' 触发了图中三个 op (两个常量 op 和一个矩阵乘法 op) 的执行.
#
# 返回值 'result' 是一个 numpy `ndarray` 对象.
result = sess.run(product)
print result
# ==> [[ 12.]]
# 任务完成, 关闭会话.
sess.close()
Session 对象在使用完后需要关闭以释放资源. 除了显式调用 close 外, 也可以使用 "with" 代码块
来自动完成关闭动作.
with tf.Session() as sess:
result = sess.run([product])
print result
在实现上, TensorFlow 将图形定义转换成分布式执行的操作, 以充分利用可用的计算资源(如 CPU
或 GPU). 一般你不需要显式指定使用 CPU 还是 GPU, TensorFlow 能自动检测. 如果检测到 GPU, TensorFlow
会尽可能地利用找到的第一个 GPU 来执行操作.
如果机器上有超过一个可用的 GPU, 除第一个外的其它 GPU 默认是不参与计算的. 为了让 TensorFlow
使用这些 GPU, 你必须将 op 明确指派给它们执行. with...Device 语句用来指派特定的 CPU 或 GPU
执行操作:
with tf.Session() as sess:
with tf.device("/gpu:1"):
matrix1 = tf.constant([[3., 3.]])
matrix2 = tf.constant([[2.],[2.]])
product = tf.matmul(matrix1, matrix2)
...
设备用字符串进行标识. 目前支持的设备包括:
"/cpu:0": 机器的 CPU.
"/gpu:0": 机器的第一个 GPU, 如果有的话.
"/gpu:1": 机器的第二个 GPU, 以此类推.
阅读使用GPU章节, 了解 TensorFlow GPU 使用的更多信息.
交互式使用
文档中的 Python 示例使用一个会话 Session 来
启动图, 并调用 Session.run() 方法执行操作.
为了便于使用诸如 IPython 之类的 Python 交互环境, 可以使用
InteractiveSession 代替
Session 类, 使用 Tensor.eval()
和 Operation.run() 方法代替
Session.run(). 这样可以避免使用一个变量来持有会话.
# 进入一个交互式 TensorFlow 会话.
import tensorflow as tf
sess = tf.InteractiveSession()
x = tf.Variable([1.0, 2.0])
a = tf.constant([3.0, 3.0])
# 使用初始化器 initializer op 的 run() 方法初始化 'x'
x.initializer.run()
# 增加一个减法 sub op, 从 'x' 减去 'a'. 运行减法 op, 输出结果
sub = tf.sub(x, a)
print sub.eval()
# ==> [-2. -1.]
Tensor
TensorFlow 程序使用 tensor 数据结构来代表所有的数据, 计算图中, 操作间传递的数据都是 tensor.
你可以把 TensorFlow tensor 看作是一个 n 维的数组或列表. 一个 tensor 包含一个静态类型 rank, 和
一个 shape. 想了解 TensorFlow 是如何处理这些概念的, 参见
Rank, Shape, 和 Type.
变量
Variables for more details.
变量维护图执行过程中的状态信息. 下面的例子演示了如何使用变量实现一个简单的计数器. 参见
变量 章节了解更多细节.
# 创建一个变量, 初始化为标量 0.
state = tf.Variable(0, name="counter")
# 创建一个 op, 其作用是使 state 增加 1
one = tf.constant(1)
new_value = tf.add(state, one)
update = tf.assign(state, new_value)
# 启动图后, 变量必须先经过`初始化` (init) op 初始化,
# 首先必须增加一个`初始化` op 到图中.
init_op = tf.initialize_all_variables()
# 启动图, 运行 op
with tf.Session() as sess:
# 运行 'init' op
sess.run(init_op)
# 打印 'state' 的初始值
print sess.run(state)
# 运行 op, 更新 'state', 并打印 'state'
for _ in range(3):
sess.run(update)
print sess.run(state)
# 输出:
# 0
# 1
# 2
# 3
代码中 assign() 操作是图所描绘的表达式的一部分, 正如 add() 操作一样. 所以在调用 run()
执行表达式之前, 它并不会真正执行赋值操作.
通常会将一个统计模型中的参数表示为一组变量. 例如, 你可以将一个神经网络的权重作为某个变量存储在一个 tensor 中.
在训练过程中, 通过重复运行训练图, 更新这个 tensor.
Fetch
为了取回操作的输出内容, 可以在使用 Session 对象的 run() 调用 执行图时, 传入一些 tensor,
这些 tensor 会帮助你取回结果. 在之前的例子里, 我们只取回了单个节点 state, 但是你也可以取回多个
tensor:
input1 = tf.constant(3.0)
input2 = tf.constant(2.0)
input3 = tf.constant(5.0)
intermed = tf.add(input2, input3)
mul = tf.mul(input1, intermed)
with tf.Session() as sess:
result = sess.run([mul, intermed])
print result
# 输出:
# [array([ 21.], dtype=float32), array([ 7.], dtype=float32)]
需要获取的多个 tensor 值，在 op 的一次运行中一起获得（而不是逐个去获取 tensor）。
Feed
上述示例在计算图中引入了 tensor, 以常量或变量的形式存储. TensorFlow 还提供了 feed 机制, 该机制
可以临时替代图中的任意操作中的 tensor 可以对图中任何操作提交补丁, 直接插入一个 tensor.
feed 使用一个 tensor 值临时替换一个操作的输出结果. 你可以提供 feed 数据作为 run() 调用的参数.
feed 只在调用它的方法内有效, 方法结束, feed 就会消失. 最常见的用例是将某些特殊的操作指定为 "feed" 操作,
标记的方法是使用 tf.placeholder() 为这些操作创建占位符.
input1 = tf.placeholder(tf.float32)
input2 = tf.placeholder(tf.float32)
output = tf.mul(input1, input2)
with tf.Session() as sess:
print sess.run([output], feed_dict={input1:[7.], input2:[2.]})
# 输出:
# [array([ 14.], dtype=float32)]
for a larger-scale example of feeds.
如果没有正确提供 feed, placeholder() 操作将会产生错误.
MNIST 全连通 feed 教程
(source code)
给出了一个更大规模的使用 feed 的例子.
7. tensorflow怎么调用ckpt继续训练？
训练完一个模型后，为了以后重复使用，通常我们需要对模型的结果进行保存。如果用Tensorflow去实现神经网络，所要保存的就是神经网络中的各项权重值。建议可以使用Saver类保存和加载模型的结果。 1、使用tf.train.Saver.save()方法保存模型 sess: 用于保存变量操作的会话。 save_path: String类型，用于指定训练结果的保存路径。 global_step: 如果提供的话，这个数字会添加到save_path后面，用于构建checkpoint文件。这个参数有助于我们区分不同训练阶段的结果。 2、使用tf.train.Saver.restore方法价值模型 sess: 用于加载变量操作的会话。 save_path: 同保存模型是用到的的save_path参数。 下面通过一个代码演示这两个函数的使用方法 假设保存变量的时候是 checkpoint_filepath='models/train.ckpt'saver.save(session,checkpoint_filepath)则从文件读变量取值继续训练是saver.restore(session,checkpoint_filepath)
8. 使用keras +Tensorflow开发深度学习模型，进行细胞分割，关于细胞的label该怎么做？用什么工具？
Keras 被认为是构建神经网络的未来，以下是一些它流行的原因： 轻量级和快速开发：Keras 的目的是在消除样板代码。几行 Keras 代码就能比原生的 TensorFlow 代码实现更多的功能。你也可以很轻松的实现 CNN 和 RNN，并且让它们运行在 CPU 或者 GPU 上面。 框架的“赢者”：Keras 是一个API，运行在别的深度学习框架上面。这个框架可以是 TensorFlow 或者 Theano。Microsoft 也计划让 CNTK 作为 Keras 的一个后端。目前，神经网络框架世界是非常分散的，并且发展非常快。具体，
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