TF的模型文件

TF的模型文件

标签（空格分隔）： TensorFlow

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Saver

tensorflow模型保存函数为:

tf.train.Saver()

当然，除了上面最简单的保存方式，也可以指定保存的步数，多长时间保存一次，磁盘上最多保有几个模型（将前面的删除以保持固定个数），如下：

创建saver时指定参数：

saver = tf.train.Saver(savable_variables, max_to_keep=n, keep_checkpoint_every_n_hours=m)

其中:

• savable_variables指定待保存的变量，比如指定为tf.global_variables()保存所有global变量；指定为[v1, v2]保存v1和v2两个变量；如果省略，则保存所有；
• max_to_keep指定磁盘上最多保有几个模型；
• keep_checkpoint_every_n_hours指定多少小时保存一次。

保存模型时指定参数：

saver.save(sess, 'model_name', global_step=step,write_meta_graph=False)

如上，其中可以指定模型文件名，步数，write_meta_graph则用来指定是否保存meta文件记录graph等等。

示例：

import tensorflow as tf
​
v1= tf.Variable(tf.random_normal([784, 200], stddev=0.35), name="v1")
v2= tf.Variable(tf.zeros([200]), name="v2")
v3= tf.Variable(tf.zeros([100]), name="v3")
saver = tf.train.Saver()
with tf.Session() as sess:
    init_op = tf.global_variables_initializer()
    sess.run(init_op)
    saver.save(sess,"checkpoint/model.ckpt",global_step=1)

运行后,保存模型保存,得到四个文件：

• checkpoint
• model.ckpt-1.data-00000-of-00001
• model.ckpt-1.index
• model.ckpt-1.meta

checkpoint中记录了已存储（部分）和最近存储的模型：

model_checkpoint_path: "model.ckpt-1"
all_model_checkpoint_paths: "model.ckpt-1"
...

meta file保存了graph结构,包括 GraphDef,SaverDef等,当存在meta file,我们可以不在文件中定义模型,也可以运行,而如果没有meta file,我们需要定义好模型,再加载data file,得到变量值。

index file为一个string-string table，table的key值为tensor名，value为serialized BundleEntryProto。每个BundleEntryProto表述了tensor的metadata，比如那个data文件包含tensor、文件中的偏移量、一些辅助数据等。

data file保存了模型的所有变量的值，TensorBundle集合。

Restore

Restore模型的过程可以分为两个部分，首先是创建模型，可以手动创建，也可以从meta文件里加载graph进行创建。

模型加载为:

with tf.Session() as sess:
    saver = tf.train.import_meta_graph('/xx/model.ckpt.meta')
    saver.restore(sess, "/xx/model.ckpt")

.meta文件中保存了图的结构信息，因此需要在导入checkpoint之前导入它。否则，程序不知道checkpoint中的变量对应的变量。另外也可以：

# Recreate the EXACT SAME variables
v1 = tf.Variable(..., name="v1")
v2 = tf.Variable(..., name="v2")
...

# Now load the checkpoint variable values
with tf.Session() as sess:
    saver = tf.train.Saver()
    saver.restore(sess, "/xx/model.ckpt")
    #saver.restore(sess, tf.train.latest_checkpoint('./'))

PS：不存在model.ckpt文件，saver.py中：Users only need to interact with the user-specified prefix... instead of any physical pathname.

当然，还有一点需要注意，并非所有的TensorFlow模型都能将graph输出到meta文件中或者从meta文件中加载进来，如果模型有部分不能序列化的部分，则此种方法可能会无效。

使用Restore的模型

查看模型的参数

with tf.Session() as sess:
  saver = tf.train.import_meta_graph('model.ckpt-1000.meta')
  saver.restore(sess, tf.train.latest_checkpoint('./'))
  tvs = [v for v in tf.trainable_variables()]
  for v in tvs:
    print(v.name)
    print(sess.run(v))

如名所言，以上是查看模型中的trainable variables；或者我们也可以查看模型中的所有tensor或者operations，如下:

with tf.Session() as sess:
  saver = tf.train.import_meta_graph('model.ckpt-1000.meta')
  saver.restore(sess, tf.train.latest_checkpoint('./'))
  gv = [v for v in tf.global_variables()]
  for v in gv:
    print(v.name)

上面通过global_variables()获得的与前trainable_variables类似，只是多了一些非trainable的变量，比如定义时指定为trainable=False的变量，或Optimizer相关的变量。

下面则可以获得几乎所有的operations相关的tensor:

with tf.Session() as sess:
  saver = tf.train.import_meta_graph('model.ckpt-1000.meta')
  saver.restore(sess, tf.train.latest_checkpoint('./'))
  ops = [o for o in sess.graph.get_operations()]
  for o in ops:
    print(o.name)

首先，上面的sess.graph.get_operations()可以换为tf.get_default_graph().get_operations()，二者区别无非是graph明确的时候可以直接使用前者，否则需要使用后者。

此种方法获得的tensor比较齐全，可以从中一窥模型全貌。不过，最方便的方法还是推荐使用tensorboard来查看，当然这需要你提前将sess.graph输出。

直接使用原始模型进行训练或测试

这种操作比较简单，无非是找到原始模型的输入、输出即可。
只要搞清楚输入输出的tensor名字，即可直接使用TensorFlow中graph的get_tensor_by_name函数，建立输入输出的tensor：

with tf.get_default_graph() as graph:
  data = graph.get_tensor_by_name('data:0')
  output = graph.get_tensor_by_name('output:0')

从模型中找到了输入输出之后，即可直接使用其继续train整个模型，或者将输入数据feed到模型里，并前传得到test输出了。

需要说明的是，有时候从一个graph里找到输入和输出tensor的名字并不容易，所以，在定义graph时，最好能给相应的tensor取上一个明显的名字，比如：

data = tf.placeholder(tf.float32, shape=shape, name='input_data')
preds = tf.nn.softmax(logits, name='output')

诸如此类。这样，就可以直接使用tf.get_tensor_by_name(‘input_data:0’)之类的来找到输入输出了。

扩展原始模型

除了直接使用原始模型，还可以在原始模型上进行扩展，比如对1中的output继续进行处理，添加新的操作，可以完成对原始模型的扩展，如：

with tf.get_default_graph() as graph:
  data = graph.get_tensor_by_name('data:0')
  output = graph.get_tensor_by_name('output:0')
  logits = tf.nn.softmax(output)

使用原始模型的某部分

有时候，我们有对某模型的一部分进行fine-tune的需求，比如使用一个VGG的前面提取特征的部分，而微调其全连层，或者将其全连层更换为使用convolution来完成，等等。TensorFlow也提供了这种支持，可以使用TensorFlow的stop_gradient函数，将模型的一部分进行冻结。

with tf.get_default_graph() as graph:
  graph.get_tensor_by_name('fc1:0')
  fc1 = tf.stop_gradient(fc1)
  # add new procedure on fc1