keras 设置模型每层的trainable

本文介绍如何使用Python管理深度学习模型的训练过程,包括将所有层设为不可训练,然后针对特定层设置可训练状态,并分别列出 trainable 和 untrainable 层的权重名称。适合理解模型训练控制的开发者。
def setTrainable(model,trainlayers):
    # 先全部设置成不可训练
    for layer in model.layers:
        layer.trainable = False
    # 设置可训练的层
    for i in trainlayers:
        model.layers[i].trainable = True

    # 可训练层
    print('trainable:')
    for x in model.trainable_weights:
        print(x.name)
    print('\n')

    # 不可训练层
    print('untrainable: ')
    for x in model.non_trainable_weights:
        print(x.name)
    print('\n')

Keras 中,自定义模型的训练原理主要基于模型子类化(SubClassing)机制。这种机制允许开发者通过继承 `tf.keras.Model` 类来构建完全可定制的模型,并通过实现特定方法控制模型的行为和训练流程。 ### 自定义模型的构建 通过子类化 `tf.keras.Model`,可以在 `__init__` 方法中定义网络层并将其设置为类实例的属性。例如: ```python import tensorflow as tf class CustomModel(tf.keras.Model): def __init__(self, num_classes=10): super(CustomModel, self).__init__(name='custom_model') self.dense_1 = tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu') self.dense_2 = tf.keras.layers.Dense(num_classes) def call(self, inputs, training=False): x = self.dense_1(inputs) if training: x = tf.nn.dropout(x, rate=0.5) return self.dense_2(x) ``` 在此示例中,`call` 方法定义了模型的前向传播逻辑,同时支持训练与推理模式的区别处理[^1]。 ### 训练流程的自定义 TensorFlow 2.2 引入了新的方法 `train_step` 和 `test_step`,使开发者能够直接干预训练和验证过程。这些方法提供了对损失计算、梯度更新以及指标跟踪的全面控制能力。例如: ```python def train_step(self, data): x, y = data with tf.GradientTape() as tape: y_pred = self(x, training=True) loss = self.compiled_loss(y, y_pred, regularization_losses=self.losses) gradients = tape.gradient(loss, self.trainable_variables) self.optimizer.apply_gradients(zip(gradients, self.trainable_variables)) self.compiled_metrics.update_state(y, y_pred) return {m.name: m.result() for m in self.metrics} ``` 此方法允许在训练过程中引入自定义逻辑,如动态调整学习率或添加额外的正则化项[^3]。 ### 学习率的动态调整 为了优化模型训练效果,可以使用自定义的 `callbacks` 来实现学习率的动态调整。例如,在训练过程中根据特定条件修改学习率: ```python class LearningRateAdjuster(tf.keras.callbacks.Callback): def on_epoch_end(self, epoch, logs=None): if epoch % 10 == 0: new_lr = self.model.optimizer.learning_rate * 0.9 tf.keras.backend.set_value(self.model.optimizer.learning_rate, new_lr) ``` 该回调函数会在每个第 10 个 epoch 结束时将学习率乘以 0.9,从而逐步减小学习率以帮助模型收敛[^2]。 ### 模型的调用机制 Python 中的 `__call__` 方法使得对象可以像函数一样被调用,这在 Keras模型子类化中非常有用。例如,可以直接通过 `model(data)` 的方式触发 `call` 方法,而无需显式调用 `call(data)`。这种设计提升了代码的简洁性和可读性[^4]。 ### 相关问题 1. 如何在 Keras 中实现自定义的损失函数? 2. 如何在自定义模型中集成 TensorBoard 日志记录功能? 3. 如何利用 `train_step` 方法实现更复杂的梯度更新策略? 4. 如何在 Keras 中为自定义模型添加正则化约束? 5. 如何通过 `__call__` 方法实现多任务学习模型
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