使用 fit_generator 时 Keras 中的嘈杂验证损失

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用 fit_generator 时 Keras 中的嘈杂验证损失

【英文标题】：Noisy validation loss in Keras when using fit_generator

【发布时间】：2018-04-09 11:07:17

【问题描述】：

关于为什么的任何想法our training loss is smooth and our validation loss is that noisy (see the link) across epochs?我们正在使用@987654322提供的眼底照片数据集实施糖尿病视网膜病变检测（二元分类）的深度学习模型@。我们正在使用带有 Tensorflow 后端的 Keras 2.0。

由于数据集太大而无法放入内存，我们使用fit_generator，ImageDataGenerator 随机从训练和验证文件夹中获取图像：

# TRAIN THE MODEL
model.fit_generator(
    train_generator,
    steps_per_epoch= train_generator.samples // training_batch_size,
    epochs=int(config['training']['epochs']),
    validation_data=validation_generator,
    validation_steps= validation_generator.samples // validation_batch_size,
    class_weight=None)

我们的 CNN 架构是 VGG16，最后两个全连接层的 dropout = 0.5，仅在第一个全连接层之前进行批量标准化，以及数据增强（包括水平和垂直翻转图像）。我们的训练和验证样本使用训练集均值和标准差进行归一化。批量大小为 32。我们的激活是sigmoid，损失函数是binary_crossentropy。 You can find our implementation in Github

这绝对与过度拟合无关，因为我们尝试使用高度正则化的模型并且行为完全相同。 是否与验证集的抽样有关？你们之前有没有遇到过类似的问题？

谢谢！！

【问题讨论】：

您为训练模型选择的训练/测试比率是多少？你有多少训练和测试数据？此外，当您尝试多次训练时，是否会发生这种嘈杂的验证损失？如果您提供您在此处使用的所有参数（每个时期的步数、时期等）会有所帮助

训练样本的数量约为 32.000，其中大约 20% 为正样本，80% 为负样本。我在 3000 个验证样本中的分布完全相同。我已经使用不同的正则化策略组合（辍学、权重衰减、批量归一化、增强等）训练了模型，但我总是得到相同的噪声验证损失。每个 epoch 的步数等于训练样本数除以批量大小（大约 100 步）。

你有没有发现什么有用的东西？ @user2227561

【参考方案1】：

我会按这个顺序看：

validation_generator 实现中的错误（包括步骤 - 它是否会检查所有保留用于验证的图片？） 在validation_generator 中，不要使用增强（原因：增强可能很糟糕，不可学习，而且在训练中，它确实只能通过不可泛化的硬编码关系获得好分数） 将 train/val 拆分更改为 50/50 通过自定义回调计算 epoch 结束时的验证损失（使用相同的函数，但使用回调调用它会产生不同的（更准确，在某些非标准模型下）结果）

如果以上都没有给出更平滑的验证损失曲线，那么我的下一个假设是它就是这样，我可能需要研究模型架构