Tensorflow模型的保存和加载(一)

约定不等于承诺〃 2022-11-25 13:17 183阅读 0赞

刚接触深度学习，Tensorflow模型的保存和加载尚不清楚，根据教程的翻译做一记录，不当之处敬请指正。

原文地址：[http://cv-tricks.com/tensorflow-tutorial/save-restore-tensorflow-models-quick-complete-tutorial/][http_cv-tricks.com_tensorflow-tutorial_save-restore-tensorflow-models-quick-complete-tutorial]

在本教程中，将作出如下讲解：

I.   Tensorflow模型是什么样的？
    
    II.  如何保存一个训练好的Tensoflow模型？
    
    III. 如何加载一个先前保存的Tensorflow模型？
    
    IV. 如何对pretrained模型进行fine-tuning和修改？

本教程假设你已经对神经网络的训练有了一定的基础。

## 1.Tensorflow的模型到底是什么样的？： ##

在训练好一个神经网络模型之后，我们通常希望将它保存下来，方便以后的使用。那么，什么是`Tensorflow`模型呢？`Tensorflow`模型主要包含网络的设计（图）和训练好的各参数的值等。所以，`Tensorflow`模型有两个主要的文件：

**a) Meta graph:**

这是一个协议缓冲区`(protocol buffer)`，它完整地保存了`Tensorflow`图；即所有的变量、操作、集合等。此文件以 `.meta` 为拓展名。

**b) Checkpoint 文件：**

这是一个二进制文件，包含`weights、biases、gradients` 和其他所有变量的值。此文件以 `.ckpt` 为扩展名. 但是，从`Tensorflow 0.11`版本之后做出了一些改变。现在，不再是单一的 `.ckpt` 文件，而是一下两个文件：  
![在这里插入图片描述][20200809162311886.png]  
`.data`文件包含了我们的训练变量，稍后再说。

另外，`Tensorflow`还有一个名为 `checkpoint` 的文件，仅用于保存最新`checkpoint`文件保存的记录。

总之，版本`0.10`以上的`Tensorflow`模型如下所示：  
![在这里插入图片描述][20200809162359114.png]  
注意，Tensorflow 0.11版本之前的模型只有三个文件：  
![在这里插入图片描述][20200809162424274.png]  
现在，我们知道了Tensorflow模型是什么样的，下面我们学习如何保存一个模型。

## 2. 保存一个Tensorflow模型： ##

比方说你正在训练一个卷积神经网络用于图像分类，你会关注于loss值和accuracy. 一旦你看到网络converged， 你就可以手工停止训练或设置固定的训练迭代次数。训练完成之后，我们想把所有变量值和网络图保存到文件中方便以后使用。所以，为了保存Tensorflow中的图和所有参数的值，我们创建一个tf.train.Saver()类的实例。

saver = tf.train.Saver()

别忘了`Tensorflow`变量仅存在于`session`内，所以你必须在`session`内进行保存，可通过调用创建的`saver`对象的`sava`方法实现。  
![在这里插入图片描述][20200809162551448.png]  
其中，sess是session对象，‘my-test-model’是你对自己模型的命名。让我们看一个完整的例子：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5ODUyNjc2_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
如果我们想在迭代1000次后保存模型，我们需在对应的步数之后调用 sava 方法：

saver.save(sess, 'my_test_model',global_step=1000)

这只是在模型名字后面附加上‘-1000’，同时将创建下列文件：  
![在这里插入图片描述][20200809162648115.png]  
比方说，在训练过程中，我们想每迭代1000次就保存模型一次。在第一次保存模型时会创建 .meta 文件(第1000次迭代),并且我们无需每次都重复创建（也就是无需在第2000、3000…或其他迭代时保存.meta文件）。因为图结构不变，我们仅需保存迭代后的参数值。因此，当我们不想写入meat-graph时，使用：  
![在这里插入图片描述][20200809162715530.png]  
如果你想保存最近的4个模型并且每训练两个小时保存一次，可以使用 max\_to\_keep 和 keep\_checkpoint\_every\_n\_hours,如下所示：  
![在这里插入图片描述][20200809162731152.png]  
注意，如果我们没有在tf.train.Saver()中指定任何参数，它会保存所有变量。如果我们不想保存全部变量而只是想保存一部分的话，我们可以指定想保存的variables/collections.在创建tf.train.Saver实例时，我们将它传递给我们想要保存的变量的列表或字典。看一个例子：![在这里插入图片描述][20200809162755614.png]  
这可以用于保存Tensorflow图的特定部分。

## 3.引入一个pretrained模型： ##

如果你想引入其他的预先训练的模型来fine-tuning，需要做两件事：

**a) 创建网络：**

你可以通过写python代码手工创建原来模型的网络。或者，通过我们之前创建的 .mate 文件进行网络创建，使用tf.train.import()函数实现，如：`saver = tf.train.import_meta_graph('my_test_model-1000.meta')`

记住，import\_meta\_graph会将.meta文件中保存的网络加载到当前网络中，这会创建一个graph/network,但我们仍需加载已训练的各参数值。

**b) 加载参数：**

我们可以通过调用tf.train.Saver()类的restore方法来加载参数。  
![在这里插入图片描述][20200809163002188.png]  
这样，像w1、w2这些tensors的值就加载进来了并且可以进行访问：  
![在这里插入图片描述][20200809163016226.png]  
现在，你已经知道如何保存和加载Tensorflow模型。下面给出了一个使用练习加载预先训练的模型。。。。

[http_cv-tricks.com_tensorflow-tutorial_save-restore-tensorflow-models-quick-complete-tutorial]: http://cv-tricks.com/tensorflow-tutorial/save-restore-tensorflow-models-quick-complete-tutorial/
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[20200809163016226.png]: /images/20221124/5603c0dbfecb4422bce4828353a8e62b.png