Как сохранить / восстановить модель после обучения?
После обучения модели в Tensorflow:
- Как сохранить обученную модель?
- Как позже восстановить эту сохраненную модель?
Переведено автоматически
Ответ 1
В (и после) Tensorflow версии 0.11:
Сохраните модель:
import tensorflow as tf
#Prepare to feed input, i.e. feed_dict and placeholders
w1 = tf.placeholder("float", name="w1")
w2 = tf.placeholder("float", name="w2")
b1= tf.Variable(2.0,name="bias")
feed_dict ={w1:4,w2:8}
#Define a test operation that we will restore
w3 = tf.add(w1,w2)
w4 = tf.multiply(w3,b1,name="op_to_restore")
sess = tf.Session()
sess.run(tf.global_variables_initializer())
#Create a saver object which will save all the variables
saver = tf.train.Saver()
#Run the operation by feeding input
print sess.run(w4,feed_dict)
#Prints 24 which is sum of (w1+w2)*b1
#Now, save the graph
saver.save(sess, 'my_test_model',global_step=1000)
Восстановить модель:
import tensorflow as tf
sess=tf.Session()
#First let's load meta graph and restore weights
saver = tf.train.import_meta_graph('my_test_model-1000.meta')
saver.restore(sess,tf.train.latest_checkpoint('./'))
# Access saved Variables directly
print(sess.run('bias:0'))
# This will print 2, which is the value of bias that we saved
# Now, let's access and create placeholders variables and
# create feed-dict to feed new data
graph = tf.get_default_graph()
w1 = graph.get_tensor_by_name("w1:0")
w2 = graph.get_tensor_by_name("w2:0")
feed_dict ={w1:13.0,w2:17.0}
#Now, access the op that you want to run.
op_to_restore = graph.get_tensor_by_name("op_to_restore:0")
print sess.run(op_to_restore,feed_dict)
#This will print 60 which is calculated
Этот и некоторые более сложные варианты использования были очень хорошо объяснены здесь.
Краткое полное руководство по сохранению и восстановлению моделей Tensorflow
Ответ 2
В (и после) TensorFlow версии 0.11.0RC1 вы можете сохранять и восстанавливать свою модель напрямую, вызывая tf.train.export_meta_graph и tf.train.import_meta_graph в соответствии с https://www.tensorflow.org/programmers_guide/meta_graph.
Сохраните модель
w1 = tf.Variable(tf.truncated_normal(shape=[10]), name='w1')
w2 = tf.Variable(tf.truncated_normal(shape=[20]), name='w2')
tf.add_to_collection('vars', w1)
tf.add_to_collection('vars', w2)
saver = tf.train.Saver()
sess = tf.Session()
sess.run(tf.global_variables_initializer())
saver.save(sess, 'my-model')
# `save` method will call `export_meta_graph` implicitly.
# you will get saved graph files:my-model.meta
Восстановить модель
sess = tf.Session()
new_saver = tf.train.import_meta_graph('my-model.meta')
new_saver.restore(sess, tf.train.latest_checkpoint('./'))
all_vars = tf.get_collection('vars')
for v in all_vars:
v_ = sess.run(v)
print(v_)
Ответ 3
Документы Tensorflow 2
Сохранение контрольных точек
Адаптировано из документации
# -------------------------
# ----- Toy Context -----
# -------------------------
import tensorflow as tf
class Net(tf.keras.Model):
"""A simple linear model."""
def __init__(self):
super(Net, self).__init__()
self.l1 = tf.keras.layers.Dense(5)
def call(self, x):
return self.l1(x)
def toy_dataset():
inputs = tf.range(10.0)[:, None]
labels = inputs * 5.0 + tf.range(5.0)[None, :]
return (
tf.data.Dataset.from_tensor_slices(dict(x=inputs, y=labels)).repeat().batch(2)
)
def train_step(net, example, optimizer):
"""Trains `net` on `example` using `optimizer`."""
with tf.GradientTape() as tape:
output = net(example["x"])
loss = tf.reduce_mean(tf.abs(output - example["y"]))
variables = net.trainable_variables
gradients = tape.gradient(loss, variables)
optimizer.apply_gradients(zip(gradients, variables))
return loss
# ----------------------------
# ----- Create Objects -----
# ----------------------------
net = Net()
opt = tf.keras.optimizers.Adam(0.1)
dataset = toy_dataset()
iterator = iter(dataset)
ckpt = tf.train.Checkpoint(
step=tf.Variable(1), optimizer=opt, net=net, iterator=iterator
)
manager = tf.train.CheckpointManager(ckpt, "./tf_ckpts", max_to_keep=3)
# ----------------------------
# ----- Train and Save -----
# ----------------------------
ckpt.restore(manager.latest_checkpoint)
if manager.latest_checkpoint:
print("Restored from {}".format(manager.latest_checkpoint))
else:
print("Initializing from scratch.")
for _ in range(50):
example = next(iterator)
loss = train_step(net, example, opt)
ckpt.step.assign_add(1)
if int(ckpt.step) % 10 == 0:
save_path = manager.save()
print("Saved checkpoint for step {}: {}".format(int(ckpt.step), save_path))
print("loss {:1.2f}".format(loss.numpy()))
# ---------------------
# ----- Restore -----
# ---------------------
# In another script, re-initialize objects
opt = tf.keras.optimizers.Adam(0.1)
net = Net()
dataset = toy_dataset()
iterator = iter(dataset)
ckpt = tf.train.Checkpoint(
step=tf.Variable(1), optimizer=opt, net=net, iterator=iterator
)
manager = tf.train.CheckpointManager(ckpt, "./tf_ckpts", max_to_keep=3)
# Re-use the manager code above ^
ckpt.restore(manager.latest_checkpoint)
if manager.latest_checkpoint:
print("Restored from {}".format(manager.latest_checkpoint))
else:
print("Initializing from scratch.")
for _ in range(50):
example = next(iterator)
# Continue training or evaluate etc.
Дополнительные ссылки
исчерпывающее и полезное руководство по
saved_model-> https://www.tensorflow.org/guide/saved_modelkerasподробное руководство по сохранению моделей -> https://www.tensorflow.org/guide/keras/save_and_serialize
Контрольные точки фиксируют точное значение всех параметров (т.е.переменных объектов), используемых моделью. Контрольные точки не содержат никакого описания вычислений, определенных моделью и, таким образом, обычно полезны только тогда, когда доступен исходный код, который будет использовать сохраненные значения параметров.
С другой стороны, формат SavedModel включает сериализованное описание вычислений, определенных моделью, в дополнение к значениям параметров (контрольная точка). Модели в этом формате независимы от исходного кода, который создал модель. Таким образом, они подходят для развертывания с помощью TensorFlow Serving, TensorFlow Lite, TensorFlow.js или программ на других языках программирования (C, C ++, Java, Go, Rust, C # и др. API TensorFlow).
(Основные моменты мои собственные)
Tensorflow < 2
Из документации:
Сохранить
# Create some variables.
v1 = tf.get_variable("v1", shape=[3], initializer = tf.zeros_initializer)
v2 = tf.get_variable("v2", shape=[5], initializer = tf.zeros_initializer)
inc_v1 = v1.assign(v1+1)
dec_v2 = v2.assign(v2-1)
# Add an op to initialize the variables.
init_op = tf.global_variables_initializer()
# Add ops to save and restore all the variables.
saver = tf.train.Saver()
# Later, launch the model, initialize the variables, do some work, and save the
# variables to disk.
with tf.Session() as sess:
sess.run(init_op)
# Do some work with the model.
inc_v1.op.run()
dec_v2.op.run()
# Save the variables to disk.
save_path = saver.save(sess, "/tmp/model.ckpt")
print("Model saved in path: %s" % save_path)
Восстановить
tf.reset_default_graph()
# Create some variables.
v1 = tf.get_variable("v1", shape=[3])
v2 = tf.get_variable("v2", shape=[5])
# Add ops to save and restore all the variables.
saver = tf.train.Saver()
# Later, launch the model, use the saver to restore variables from disk, and
# do some work with the model.
with tf.Session() as sess:
# Restore variables from disk.
saver.restore(sess, "/tmp/model.ckpt")
print("Model restored.")
# Check the values of the variables
print("v1 : %s" % v1.eval())
print("v2 : %s" % v2.eval())
simple_save
Много хороших ответов, для полноты картины добавлю свои 2 цента: simple_save. Также отдельный пример кода с использованием tf.data.Dataset API.
Python 3 ; Tensorflow 1.14
import tensorflow as tf
from tensorflow.saved_model import tag_constants
with tf.Graph().as_default():
with tf.Session() as sess:
...
# Saving
inputs = {
"batch_size_placeholder": batch_size_placeholder,
"features_placeholder": features_placeholder,
"labels_placeholder": labels_placeholder,
}
outputs = {"prediction": model_output}
tf.saved_model.simple_save(
sess, 'path/to/your/location/', inputs, outputs
)
Восстановление:
graph = tf.Graph()
with restored_graph.as_default():
with tf.Session() as sess:
tf.saved_model.loader.load(
sess,
[tag_constants.SERVING],
'path/to/your/location/',
)
batch_size_placeholder = graph.get_tensor_by_name('batch_size_placeholder:0')
features_placeholder = graph.get_tensor_by_name('features_placeholder:0')
labels_placeholder = graph.get_tensor_by_name('labels_placeholder:0')
prediction = restored_graph.get_tensor_by_name('dense/BiasAdd:0')
sess.run(prediction, feed_dict={
batch_size_placeholder: some_value,
features_placeholder: some_other_value,
labels_placeholder: another_value
})
Отдельный пример
Оригинальное сообщение в блоге
Следующий код генерирует случайные данные для демонстрации.
- Мы начинаем с создания заполнителей. Они будут хранить данные во время выполнения. Из них мы создаем
Dataset, а затем егоIterator. Мы получаем сгенерированный итератором тензор, вызываемыйinput_tensorкоторый будет служить входными данными для нашей модели. - Сама модель построена на основе
input_tensor: двунаправленного RNN на основе GRU, за которым следует плотный классификатор. Потому что, почему бы и нет. - Потеря - это
softmax_cross_entropy_with_logits, оптимизированный с помощьюAdam. После 2 эпох (по 2 пакета в каждой) мы сохраняем "обученную" модель с помощьюtf.saved_model.simple_save. Если вы запустите код как есть, то модель будет сохранена в папке с именемsimple/в вашем текущем рабочем каталоге. - Затем в новом графике мы восстанавливаем сохраненную модель с помощью
tf.saved_model.loader.load. Мы берем заполнители и логические символы с помощьюgraph.get_tensor_by_nameиIteratorоперацию инициализации с помощьюgraph.get_operation_by_name. - Наконец, мы выполняем вывод для обоих пакетов в dataset и проверяем, что сохраненная и восстановленная модель выдают одинаковые значения. Они выдают!
Код:
import os
import shutil
import numpy as np
import tensorflow as tf
from tensorflow.python.saved_model import tag_constants
def model(graph, input_tensor):
"""Create the model which consists of
a bidirectional rnn (GRU(10)) followed by a dense classifier
Args:
graph (tf.Graph): Tensors' graph
input_tensor (tf.Tensor): Tensor fed as input to the model
Returns:
tf.Tensor: the model's output layer Tensor
"""
cell = tf.nn.rnn_cell.GRUCell(10)
with graph.as_default():
((fw_outputs, bw_outputs), (fw_state, bw_state)) = tf.nn.bidirectional_dynamic_rnn(
cell_fw=cell,
cell_bw=cell,
inputs=input_tensor,
sequence_length=[10] * 32,
dtype=tf.float32,
swap_memory=True,
scope=None)
outputs = tf.concat((fw_outputs, bw_outputs), 2)
mean = tf.reduce_mean(outputs, axis=1)
dense = tf.layers.dense(mean, 5, activation=None)
return dense
def get_opt_op(graph, logits, labels_tensor):
"""Create optimization operation from model's logits and labels
Args:
graph (tf.Graph): Tensors' graph
logits (tf.Tensor): The model's output without activation
labels_tensor (tf.Tensor): Target labels
Returns:
tf.Operation: the operation performing a stem of Adam optimizer
"""
with graph.as_default():
with tf.variable_scope('loss'):
loss = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(
logits=logits, labels=labels_tensor, name='xent'),
name="mean-xent"
)
with tf.variable_scope('optimizer'):
opt_op = tf.train.AdamOptimizer(1e-2).minimize(loss)
return opt_op
if __name__ == '__main__':
# Set random seed for reproducibility
# and create synthetic data
np.random.seed(0)
features = np.random.randn(64, 10, 30)
labels = np.eye(5)[np.random.randint(0, 5, (64,))]
graph3 = tf.Graph()
with graph3.as_default():
# Random seed for reproducibility
tf.set_random_seed(0)
# Placeholders
batch_size_ph = tf.placeholder(tf.int64, name='batch_size_ph')
features_data_ph = tf.placeholder(tf.float32, [None, None, 30], 'features_data_ph')
labels_data_ph = tf.placeholder(tf.int32, [None, 5], 'labels_data_ph')
# Dataset
dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((features_data_ph, labels_data_ph))
dataset = dataset.batch(batch_size_ph)
iterator = tf.data.Iterator.from_structure(dataset.output_types, dataset.output_shapes)
dataset_init_op = iterator.make_initializer(dataset, name='dataset_init')
input_tensor, labels_tensor = iterator.get_next()
# Model
logits = model(graph3, input_tensor)
# Optimization
opt_op = get_opt_op(graph3, logits, labels_tensor)
with tf.Session(graph=graph3) as sess:
# Initialize variables
tf.global_variables_initializer().run(session=sess)
for epoch in range(3):
batch = 0
# Initialize dataset (could feed epochs in Dataset.repeat(epochs))
sess.run(
dataset_init_op,
feed_dict={
features_data_ph: features,
labels_data_ph: labels,
batch_size_ph: 32
})
values = []
while True:
try:
if epoch < 2:
# Training
_, value = sess.run([opt_op, logits])
print('Epoch {}, batch {} | Sample value: {}'.format(epoch, batch, value[0]))
batch += 1
else:
# Final inference
values.append(sess.run(logits))
print('Epoch {}, batch {} | Final inference | Sample value: {}'.format(epoch, batch, values[-1][0]))
batch += 1
except tf.errors.OutOfRangeError:
break
# Save model state
print('\nSaving...')
cwd = os.getcwd()
path = os.path.join(cwd, 'simple')
shutil.rmtree(path, ignore_errors=True)
inputs_dict = {
"batch_size_ph": batch_size_ph,
"features_data_ph": features_data_ph,
"labels_data_ph": labels_data_ph
}
outputs_dict = {
"logits": logits
}
tf.saved_model.simple_save(
sess, path, inputs_dict, outputs_dict
)
print('Ok')
# Restoring
graph2 = tf.Graph()
with graph2.as_default():
with tf.Session(graph=graph2) as sess:
# Restore saved values
print('\nRestoring...')
tf.saved_model.loader.load(
sess,
[tag_constants.SERVING],
path
)
print('Ok')
# Get restored placeholders
labels_data_ph = graph2.get_tensor_by_name('labels_data_ph:0')
features_data_ph = graph2.get_tensor_by_name('features_data_ph:0')
batch_size_ph = graph2.get_tensor_by_name('batch_size_ph:0')
# Get restored model output
restored_logits = graph2.get_tensor_by_name('dense/BiasAdd:0')
# Get dataset initializing operation
dataset_init_op = graph2.get_operation_by_name('dataset_init')
# Initialize restored dataset
sess.run(
dataset_init_op,
feed_dict={
features_data_ph: features,
labels_data_ph: labels,
batch_size_ph: 32
}
)
# Compute inference for both batches in dataset
restored_values = []
for i in range(2):
restored_values.append(sess.run(restored_logits))
print('Restored values: ', restored_values[i][0])
# Check if original inference and restored inference are equal
valid = all((v == rv).all() for v, rv in zip(values, restored_values))
print('\nInferences match: ', valid)
Это выведет:
$ python3 save_and_restore.py
Epoch 0, batch 0 | Sample value: [-0.13851789 -0.3087595 0.12804556 0.20013677 -0.08229901]
Epoch 0, batch 1 | Sample value: [-0.00555491 -0.04339041 -0.05111827 -0.2480045 -0.00107776]
Epoch 1, batch 0 | Sample value: [-0.19321944 -0.2104792 -0.00602257 0.07465433 0.11674127]
Epoch 1, batch 1 | Sample value: [-0.05275984 0.05981954 -0.15913513 -0.3244143 0.10673307]
Epoch 2, batch 0 | Final inference | Sample value: [-0.26331693 -0.13013336 -0.12553 -0.04276478 0.2933622 ]
Epoch 2, batch 1 | Final inference | Sample value: [-0.07730117 0.11119192 -0.20817074 -0.35660955 0.16990358]
Saving...
INFO:tensorflow:Assets added to graph.
INFO:tensorflow:No assets to write.
INFO:tensorflow:SavedModel written to: b'/some/path/simple/saved_model.pb'
Ok
Restoring...
INFO:tensorflow:Restoring parameters from b'/some/path/simple/variables/variables'
Ok
Restored values: [-0.26331693 -0.13013336 -0.12553 -0.04276478 0.2933622 ]
Restored values: [-0.07730117 0.11119192 -0.20817074 -0.35660955 0.16990358]
Inferences match: True
Ответ 4
Для версии TensorFlow < 0.11.0RC1:
Сохраненные контрольные точки содержат значения для Variables в вашей модели, а не саму модель / график, что означает, что график должен быть таким же, когда вы восстанавливаете контрольную точку.
Вот пример линейной регрессии, в котором есть цикл обучения, который сохраняет контрольные точки переменных, и раздел оценки, который восстанавливает переменные, сохраненные при предыдущем запуске, и вычисляет прогнозы. Конечно, вы также можете восстановить переменные и продолжить обучение, если хотите.
x = tf.placeholder(tf.float32)
y = tf.placeholder(tf.float32)
w = tf.Variable(tf.zeros([1, 1], dtype=tf.float32))
b = tf.Variable(tf.ones([1, 1], dtype=tf.float32))
y_hat = tf.add(b, tf.matmul(x, w))
...more setup for optimization and what not...
saver = tf.train.Saver() # defaults to saving all variables - in this case w and b
with tf.Session() as sess:
sess.run(tf.initialize_all_variables())
if FLAGS.train:
for i in xrange(FLAGS.training_steps):
...training loop...
if (i + 1) % FLAGS.checkpoint_steps == 0:
saver.save(sess, FLAGS.checkpoint_dir + 'model.ckpt',
global_step=i+1)
else:
# Here's where you're restoring the variables w and b.
# Note that the graph is exactly as it was when the variables were
# saved in a prior training run.
ckpt = tf.train.get_checkpoint_state(FLAGS.checkpoint_dir)
if ckpt and ckpt.model_checkpoint_path:
saver.restore(sess, ckpt.model_checkpoint_path)
else:
...no checkpoint found...
# Now you can run the model to get predictions
batch_x = ...load some data...
predictions = sess.run(y_hat, feed_dict={x: batch_x})
Вот документы для Variables, которые охватывают сохранение и восстановление. И вот документы для Saver.