keras訓(xùn)練

fit(
 self, 
 x, 
 y, 
 batch_size=32, 
 nb_epoch=10, 
 verbose=1, 
 callbacks=[], 
 validation_split=0.0, 
 validation_data=None, 
 shuffle=True, 
 class_weight=None, 
 sample_weight=None
)

1. x：輸入數(shù)據(jù)。如果模型只有一個輸入，那么x的類型是numpy array，如果模型有多個輸入，那么x的類型應(yīng)當(dāng)為list，list的元素是對應(yīng)于各個輸入的numpy array。如果模型的每個輸入都有名字，則可以傳入一個字典，將輸入名與其輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)起來。

2. y：標(biāo)簽，numpy array。如果模型有多個輸出，可以傳入一個numpy array的list。如果模型的輸出擁有名字，則可以傳入一個字典，將輸出名與其標(biāo)簽對應(yīng)起來。

3. batch_size：整數(shù)，指定進(jìn)行梯度下降時每個batch包含的樣本數(shù)。訓(xùn)練時一個batch的樣本會被計算一次梯度下降，使目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化一步。

4. nb_epoch：整數(shù)，訓(xùn)練的輪數(shù)，訓(xùn)練數(shù)據(jù)將會被遍歷nb_epoch次。Keras中nb開頭的變量均為"number of"的意思

5. verbose：日志顯示，0為不在標(biāo)準(zhǔn)輸出流輸出日志信息，1為輸出進(jìn)度條記錄，2為每個epoch輸出一行記錄

6. callbacks：list，其中的元素是keras.callbacks.Callback的對象。這個list中的回調(diào)函數(shù)將會在訓(xùn)練過程中的適當(dāng)時機(jī)被調(diào)用，參考回調(diào)函數(shù)

7. validation_split：0~1之間的浮點數(shù)，用來指定訓(xùn)練集的一定比例數(shù)據(jù)作為驗證集。驗證集將不參與訓(xùn)練，并在每個epoch結(jié)束后測試的模型的指標(biāo)，如損失函數(shù)、精確度等。

8. validation_data：形式為（X，y）或（X，y，sample_weights）的tuple，是指定的驗證集。此參數(shù)將覆蓋validation_spilt。

9. shuffle：布爾值，表示是否在訓(xùn)練過程中每個epoch前隨機(jī)打亂輸入樣本的順序。

10. class_weight：字典，將不同的類別映射為不同的權(quán)值，該參數(shù)用來在訓(xùn)練過程中調(diào)整損失函數(shù)（只能用于訓(xùn)練）。該參數(shù)在處理非平衡的訓(xùn)練數(shù)據(jù)（某些類的訓(xùn)練樣本數(shù)很少）時，可以使得損失函數(shù)對樣本數(shù)不足的數(shù)據(jù)更加關(guān)注。

11. sample_weight：權(quán)值的numpy array，用于在訓(xùn)練時調(diào)整損失函數(shù)（僅用于訓(xùn)練）。可以傳遞一個1D的與樣本等長的向量用于對樣本進(jìn)行1對1的加權(quán)，或者在面對時序數(shù)據(jù)時，傳遞一個的形式為（samples，sequence_length）的矩陣來為每個時間步上的樣本賦不同的權(quán)。這種情況下請確定在編譯模型時添加了sample_weight_mode='temporal'。

fit函數(shù)返回一個History的對象，其History.history屬性記錄了損失函數(shù)和其他指標(biāo)的數(shù)值隨epoch變化的情況，如果有驗證集的話，也包含了驗證集的這些指標(biāo)變化情況。

保存模型結(jié)構(gòu)、訓(xùn)練出來的權(quán)重、及優(yōu)化器狀態(tài)

keras　的　callback參數(shù)可以幫助我們實現(xiàn)在訓(xùn)練過程中的適當(dāng)時機(jī)被調(diào)用。實現(xiàn)實時保存訓(xùn)練模型以及訓(xùn)練參數(shù)。

keras.callbacks.ModelCheckpoint(
 filepath, 
 monitor='val_loss', 
 verbose=0, 
 save_best_only=False, 
 save_weights_only=False, 
 mode='auto', 
 period=1
)

1. filename：字符串，保存模型的路徑

2. monitor：需要監(jiān)視的值

3. verbose：信息展示模式，0或1

4. save_best_only：當(dāng)設(shè)置為True時，將只保存在驗證集上性能最好的模型

5. mode：‘a(chǎn)uto'，‘min'，‘max'之一，在save_best_only=True時決定性能最佳模型的評判準(zhǔn)則，例如，當(dāng)監(jiān)測值為val_acc時，模式應(yīng)為max，當(dāng)檢測值為val_loss時，模式應(yīng)為min。在auto模式下，評價準(zhǔn)則由被監(jiān)測值的名字自動推斷。

6. save_weights_only：若設(shè)置為True，則只保存模型權(quán)重，否則將保存整個模型（包括模型結(jié)構(gòu)，配置信息等）

7. period：CheckPoint之間的間隔的epoch數(shù)

當(dāng)驗證損失不再繼續(xù)降低時，如何中斷訓(xùn)練？當(dāng)監(jiān)測值不再改善時中止訓(xùn)練

用EarlyStopping回調(diào)函數(shù)

from keras.callbacksimport EarlyStopping 

keras.callbacks.EarlyStopping(
 monitor='val_loss', 
 patience=0, 
 verbose=0, 
 mode='auto'
)

model.fit(X, y, validation_split=0.2, callbacks=[early_stopping])

1. monitor：需要監(jiān)視的量

2. patience：當(dāng)early stop被激活（如發(fā)現(xiàn)loss相比上一個epoch訓(xùn)練沒有下降），則經(jīng)過patience個epoch后停止訓(xùn)練。

3. verbose：信息展示模式

4. mode：‘a(chǎn)uto'，‘min'，‘max'之一，在min模式下，如果檢測值停止下降則中止訓(xùn)練。在max模式下，當(dāng)檢測值不再上升則停止訓(xùn)練。

學(xué)習(xí)率動態(tài)調(diào)整1

keras.callbacks.LearningRateScheduler(schedule)

schedule：函數(shù)，該函數(shù)以epoch號為參數(shù)（從0算起的整數(shù)），返回一個新學(xué)習(xí)率（浮點數(shù)）

也可以讓keras自動調(diào)整學(xué)習(xí)率

keras.callbacks.ReduceLROnPlateau(
 monitor='val_loss', 
 factor=0.1, 
 patience=10, 
 verbose=0, 
 mode='auto', 
 epsilon=0.0001, 
 cooldown=0, 
 min_lr=0
)

1. monitor：被監(jiān)測的量

2. factor：每次減少學(xué)習(xí)率的因子，學(xué)習(xí)率將以lr = lr*factor的形式被減少

3. patience：當(dāng)patience個epoch過去而模型性能不提升時，學(xué)習(xí)率減少的動作會被觸發(fā)

4. mode：‘a(chǎn)uto'，‘min'，‘max'之一，在min模式下，如果檢測值觸發(fā)學(xué)習(xí)率減少。在max模式下，當(dāng)檢測值不再上升則觸發(fā)學(xué)習(xí)率減少。

5. epsilon：閾值，用來確定是否進(jìn)入檢測值的“平原區(qū)”

6. cooldown：學(xué)習(xí)率減少后，會經(jīng)過cooldown個epoch才重新進(jìn)行正常操作

7. min_lr：學(xué)習(xí)率的下限

當(dāng)學(xué)習(xí)停滯時，減少2倍或10倍的學(xué)習(xí)率常常能獲得較好的效果

學(xué)習(xí)率動態(tài)2

def step_decay(epoch):
 initial_lrate = 0.01
 drop = 0.5
 epochs_drop = 10.0
 lrate = initial_lrate * math.pow(drop,math.floor((1+epoch)/epochs_drop))
 return lrate
lrate = LearningRateScheduler(step_decay)
sgd = SGD(lr=0.0, momentum=0.9, decay=0.0, nesterov=False)
model.fit(train_set_x, train_set_y, validation_split=0.1, nb_epoch=200, batch_size=256, callbacks=[lrate])

如何記錄每一次epoch的訓(xùn)練/驗證損失/準(zhǔn)確度？

Model.fit函數(shù)會返回一個 History 回調(diào)，該回調(diào)有一個屬性history包含一個封裝有連續(xù)損失/準(zhǔn)確的lists。代碼如下：

hist = model.fit(X, y,validation_split=0.2)
print(hist.history)

Keras輸出的loss，val這些值如何保存到文本中去

Keras中的fit函數(shù)會返回一個History對象，它的History.history屬性會把之前的那些值全保存在里面，如果有驗證集的話，也包含了驗證集的這些指標(biāo)變化情況，具體寫法

hist=model.fit(train_set_x,train_set_y,batch_size=256,shuffle=True,nb_epoch=nb_epoch,validation_split=0.1)
with open('log_sgd_big_32.txt','w') as f:
 f.write(str(hist.history))

示例，多個回調(diào)函數(shù)用逗號隔開

# checkpoint
checkpointer = ModelCheckpoint(filepath="./checkpoint.hdf5", verbose=1)
# learning rate adjust dynamic
lrate = ReduceLROnPlateau(min_lr=0.00001)

answer.compile(optimizer='rmsprop', loss='categorical_crossentropy',
    metrics=['accuracy'])
# Note: you could use a Graph model to avoid repeat the input twice
answer.fit(
 [inputs_train, queries_train, inputs_train], answers_train,
 batch_size=32,
 nb_epoch=5000,
 validation_data=([inputs_test, queries_test, inputs_test], answers_test),
 callbacks=[checkpointer, lrate]
)

keras回調(diào)函數(shù)中的Tensorboard

keras.callbacks.TensorBoard(log_dir='./Graph', histogram_freq=0, 
   write_graph=True, write_images=True)

tbCallBack = keras.callbacks.TensorBoard(log_dir='./Graph', histogram_freq=0, write_graph=True, write_images=True)
...
model.fit(...inputs and parameters..., callbacks=[tbCallBack])
tensorboard --logdir path_to_current_dir/Graph 

或者

from keras.callbacks import TensorBoard

tensorboard = TensorBoard(log_dir='./logs', histogram_freq=0,
       write_graph=True, write_images=False)
# define model
model.fit(X_train, Y_train,
   batch_size=batch_size,
   epochs=nb_epoch,
   validation_data=(X_test, Y_test),
   shuffle=True,
   callbacks=[tensorboard])

補(bǔ)充知識：Keras中的回調(diào)函數(shù)（callback）的使用與介紹

以前我在訓(xùn)練的時候，都是直接設(shè)定一個比較大的epoch，跑完所有的epoch之后再根據(jù)數(shù)據(jù)去調(diào)整模型與參數(shù)。這樣做會比較耗時，例如說訓(xùn)練在某一個epoch開始已經(jīng)過擬合了，后面繼續(xù)訓(xùn)練意義就不大了。

在書上看到的callback函數(shù)很好的解決了這個問題，它能夠監(jiān)測訓(xùn)練過程中的loss或者acc這些指標(biāo)，一旦觀察到損失不再改善之后，就可以中止訓(xùn)練，節(jié)省時間。下面記錄一下

介紹：

（選自《python深度學(xué)習(xí)》）

回調(diào)函數(shù)（callback）是在調(diào)用fit時傳入模型的一個對象，它在訓(xùn)練過程中的不同時間點都會被模型調(diào)用。它可以訪問關(guān)于模型狀態(tài)與性能的所有可用數(shù)據(jù)，還可以采取行動：中斷訓(xùn)練、保存模型、加載一組不同的權(quán)重或改變模型的狀態(tài)。

部分回調(diào)函數(shù)：

1.ModelCheckpoint與EarlyStopping

監(jiān)控目標(biāo)若在指定輪數(shù)內(nèi)不再改善，可利用EarlyStopping來中斷訓(xùn)練。

可配合ModelCheckpoint使用，該回調(diào)函數(shù)可不斷地保存模型，亦可以只保存某一epoch最佳性能模型

import keras
callbacks_list=[
 keras.callbacks.EarlyStopping(
  monitor='acc',#監(jiān)控精度
  patience=5,#5輪內(nèi)不改善就中止
),
 keras.callbacks.ModelCheckpoint(
  filepath='C:/apple/my_model.h5',#模型保存路徑
  monitor='val_loss',#檢測驗證集損失值
  save_best_only=True#是否只保存最佳模型
 )
]
model.compile(optimizer='rmsprop',
    loss='binary_crossentropy',
    metrics=['acc'])
model.fit(x,y,
   epochs=10,
   batch_size=32,
   callbacks=callbacks_list,#在這里放入callback函數(shù)
   validation_data=(x_val,y_val)
 )

2.ReduceLROnPlateau回調(diào)函數(shù)

如果驗證損失不再改善，可以使用該回調(diào)函數(shù)來降低學(xué)習(xí)率。

import keras
 
callbacks_list=[
 keras.callbacks.ReduceLROnPlateau(
  monitor='val_loss',#監(jiān)控精度
  patienece=5, # 5輪內(nèi)不改善就改變
  factor=0.1#學(xué)習(xí)率變?yōu)樵瓉淼?.1
)
]
model.compile(optimizer='rmsprop',
    loss='binary_crossentropy',
    metrics=['acc'])
model.fit(x,y,
   epochs=10,
   batch_size=32,
   callbacks=callbacks_list,#在這里放入callback函數(shù)
   validation_data=(x_val,y_val)
 )

以上這篇基于keras中的回調(diào)函數(shù)用法說明就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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