Keras学习笔记（七）——如何保存、加载Keras模型？如何单独保存/加载权重、结构?

2020-11-13 11:01:42 浏览数 (1)

一、如何保存 Keras 模型？

1.保存/加载整个模型（结构 权重 优化器状态）

不建议使用 pickle 或 cPickle 来保存 Keras 模型。

你可以使用 model.save(filepath) 将 Keras 模型保存到单个 HDF5 文件中，该文件将包含：

  • 模型的结构，允许重新创建模型
  • 模型的权重
  • 训练配置项（损失函数，优化器）
  • 优化器状态，允许准确地从你上次结束的地方继续训练。

你可以使用 keras.models.load_model(filepath) 重新实例化模型。load_model 还将负责使用保存的训练配置项来编译模型（除非模型从未编译过）。

例子：

代码语言：javascript复制
from keras.models import load_model

model.save('my_model.h5')  # 创建 HDF5 文件 'my_model.h5'
del model  # 删除现有模型

# 返回一个编译好的模型
# 与之前那个相同
model = load_model('my_model.h5')

另请参阅如何安装 HDF5 或 h5py 以在 Keras 中保存我的模型？，查看有关如何安装 h5py 的说明。

2.只保存/加载模型的结构

如果您只需要保存模型的结构，而非其权重或训练配置项，则可以执行以下操作：

代码语言：javascript复制
# 保存为 JSON
json_string = model.to_json()

# 保存为 YAML
yaml_string = model.to_yaml()

生成的 JSON/YAML 文件是人类可读的，如果需要还可以手动编辑。

你可以从这些数据建立一个新的模型：

代码语言：javascript复制
# 从 JSON 重建模型：
from keras.models import model_from_json
model = model_from_json(json_string)

# 从 YAML 重建模型：
from keras.models import model_from_yaml
model = model_from_yaml(yaml_string)

3. 只保存/加载模型的权重

如果您只需要 模型的权重，可以使用下面的代码以 HDF5 格式进行保存。

请注意，我们首先需要安装 HDF5 和 Python 库 h5py，它们不包含在 Keras 中。

代码语言：javascript复制
model.save_weights('my_model_weights.h5')

假设你有用于实例化模型的代码，则可以将保存的权重加载到具有相同结构的模型中：

代码语言：javascript复制
model.load_weights('my_model_weights.h5')

如果你需要将权重加载到不同的结构（有一些共同层）的模型中，例如微调或迁移学习，则可以按层的名字来加载权重：

代码语言：javascript复制
model.load_weights('my_model_weights.h5', by_name=True)

例子：

代码语言：javascript复制
"""
假设原始模型如下所示：
    model = Sequential()
    model.add(Dense(2, input_dim=3, name='dense_1'))
    model.add(Dense(3, name='dense_2'))
    ...
    model.save_weights(fname)
"""

# 新模型
model = Sequential()
model.add(Dense(2, input_dim=3, name='dense_1'))  # 将被加载
model.add(Dense(10, name='new_dense'))  # 将不被加载

# 从第一个模型加载权重；只会影响第一层，dense_1
model.load_weights(fname, by_name=True)

4. 处理已保存模型中的自定义层（或其他自定义对象）

如果要加载的模型包含自定义层或其他自定义类或函数，则可以通过 custom_objects 参数将它们传递给加载机制：

代码语言：javascript复制
from keras.models import load_model
# 假设你的模型包含一个 AttentionLayer 类的实例
model = load_model('my_model.h5', custom_objects={'AttentionLayer': AttentionLayer})

或者，你可以使用 自定义对象作用域：

代码语言：javascript复制
from keras.utils import CustomObjectScope

with CustomObjectScope({'AttentionLayer': AttentionLayer}):
    model = load_model('my_model.h5')

自定义对象的处理与 load_model, model_from_json, model_from_yaml 的工作方式相同：

代码语言：javascript复制
from keras.models import model_from_json
model = model_from_json(json_string, custom_objects={'AttentionLayer': AttentionLayer})
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