预测取决于 Keras 中的批量大小

Posted 2023-03-12

【中文标题】预测取决于 Keras 中的批量大小

【英文标题】：Prediction is depending on the batch size in Keras

【发布时间】：2016-09-22 14:53:41

【问题描述】：

我正在尝试使用 keras 对图像进行二元分类。

我的 CNN 模型在训练数据上得到了很好的训练（提供了 ~90% 的训练准确率和 ~93% 的验证准确率）。但是在训练期间，如果我设置批量大小=15000，我会得到图 I 输出，如果我设置批量大小=50000，我会得到图 II 作为输出。有人可以告诉我出了什么问题吗？预测不应该取决于批量大小，对吧？

我用于预测的代码：

y=model.predict_classes(patches, batch_size=50000,verbose=1) y=y.reshape((256,256))

我的模型：-

model = Sequential()

model.add(Convolution2D(32, 3, 3, border_mode='same',
                        input_shape=(img_channels, img_rows, img_cols)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Convolution2D(32, 3, 3))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Dropout(0.25))

model.add(Convolution2D(64, 3, 3, border_mode='same'))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Convolution2D(64, 3, 3))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Dropout(0.25))

model.add(Flatten())
model.add(Dense(512))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(Dense(nb_classes))
model.add(Activation('softmax'))

# let's train the model using SGD + momentum (how original).
sgd = SGD(lr=0.01, decay=1e-6, momentum=0.9, nesterov=True)
model.compile(loss='categorical_crossentropy',
              optimizer=sgd,
              metrics=['accuracy'])

【问题讨论】：

实际上似乎预测大小很重要并影响结果。检查 kares 代码：github.com/fchollet/keras/blob/master/keras/engine/training.py [第 818 行] github.com/fchollet/keras/blob/master/keras/models.py [第 548 行]

那么，有什么解决办法吗？ :(

神经网络的解决方案与以往一样：尝试不同的设置并进行比较。另见http://svail.github.io/rnn_perf/，第 5.1 节

没错！尝试找到适合批量大小的值，您也可以尝试默认值 32

对于训练，我可以理解batch size对准确率有一定影响。但是预测应该取决于批量大小？

【参考方案1】：

Keras 在 predict 函数中自动标准化输入。标准化所需的统计数据是按批次计算的 - 这就是您的输出可能取决于批次大小的原因。您可以通过以下方式解决此问题：

如果 Keras > 1.0，您可以简单地在函数式 API 中定义您的模型，然后简单地将经过训练的函数应用于自标准化数据。 如果您对模型进行了训练 - 您可以将其恢复为 Theano 函数，并将其应用于自标准化数据。 如果您的数据不是很大，您也可以简单地将批量大小设置为数据集中的示例数。

更新：这是第二个解决方案的代码：

import theano

input = model.layers[0].input # Gets input Theano tensor
output = model.layers[-1].output # Gets output Theano tensor
model_theano = theano.function(input, output) # Compiling theano function 

# Now model_theano is a function which behaves exactly like your classifier 

predicted_score = model_theano(example) # returns predicted_score for an example argument

现在，如果您想使用这个新的theano_model，您应该自行标准化主数据集（例如，通过减去平均值并除以图像中每个像素的标准差）并应用theano_model 以获得整个数据集的分数（您可以在循环中迭代示例或使用numpy.apply_along_axis 或numpy.apply_over_axes 函数来执行此操作）。

更新 2： 为了使这个解决方案工作改变

model.add(Dense(nb_classes))
model.add(Activation('softmax'))

到：

model.add(Dense(nb_classes, activation = "softmax"))

【讨论】：

首先，我的数据集太大而无法放入 GPU。你能告诉我更多关于第二点的信息吗？

很抱歉打扰您，但我只是一个初学者。您能否评论代码，以便我了解发生了什么？我可以批量发送补丁吗？

'AttributeError: 'Activation' object has no attribute 'output'' - 收到此错误。有指针吗？

请发布您的代码并定义模型 - 这会更容易:)

添加到我的问题中！

【参考方案2】：

我有类似的问题，我认为它与 GPU 的不确定性有关 - 在 CPU 上结果是相同的，而在 GPU（RTX 2080Ti 和 RTX 3090）上却不是。我无法解决它（使用 GPU 的确定性选项不起作用）。