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python - Keras,如何获得每一层的输出?代码实例

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问题描述

我使用CNN训练了二分类模型,这是我的Keras代码

model = Sequential()
model.add(Convolution2D(nb_filters, kernel_size[0], kernel_size[1],
                        border_mode='valid',
                        input_shape=input_shape))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Convolution2D(nb_filters, kernel_size[0], kernel_size[1]))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=pool_size))
# (16, 16, 32)
model.add(Convolution2D(nb_filters*2, kernel_size[0], kernel_size[1]))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Convolution2D(nb_filters*2, kernel_size[0], kernel_size[1]))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=pool_size))
# (8, 8, 64) = (2048)
model.add(Flatten())
model.add(Dense(1024))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(Dense(2))  # define a binary classification problem
model.add(Activation('softmax'))

model.compile(loss='categorical_crossentropy',
              optimizer='adadelta',
              metrics=['accuracy'])
model.fit(x_train, y_train,
          batch_size=batch_size,
          nb_epoch=nb_epoch,
          verbose=1,
          validation_data=(x_test, y_test))

在这里,我想像TensorFlow一样获得每一层的输出,我该怎么做?

 

最佳回答

您可以使用以下方法轻松获取任何层的输出:model.layers[index].output

对于所有图层,请使用以下命令:

from keras import backend as K

inp = model.input                                           # input placeholder
outputs = [layer.output for layer in model.layers]          # all layer outputs
functors = [K.function([inp, K.learning_phase()], [out]) for out in outputs]    # evaluation functions

# Testing
test = np.random.random(input_shape)[np.newaxis,...]
layer_outs = [func([test, 1.]) for func in functors]
print layer_outs

注意:要模拟Dropout,请使用learning_phase作为layer_outs中的1.,否则使用0.

改进1:(基于评论)

K.function创建theano /tensorflow张量函数,该函数随后用于从给定输入的符号图中获取输出。

现在,需要K.learning_phase()作为输入,因为许多Keras层(如Dropout /Batchnomalization)都依赖它来在训练和测试期间更改行为。

因此,如果您删除代码中的dropout,则可以简单地使用:

from keras import backend as K

inp = model.input                                           # input placeholder
outputs = [layer.output for layer in model.layers]          # all layer outputs
functors = [K.function([inp], [out]) for out in outputs]    # evaluation functions

# Testing
test = np.random.random(input_shape)[np.newaxis,...]
layer_outs = [func([test]) for func in functors]
print layer_outs

改进2:更优化

先前的答案并不是针对每个函数评估进行了优化,因为数据将被传输到CPU-> GPU内存中,并且还需要对较低层进行张量计算。

相应的,这里有一种更好的方法,因为您不需要多个函数,而只需一个函数即可为您提供所有输出的列表:

from keras import backend as K

inp = model.input                                           # input placeholder
outputs = [layer.output for layer in model.layers]          # all layer outputs
functor = K.function([inp, K.learning_phase()], outputs )   # evaluation function

# Testing
test = np.random.random(input_shape)[np.newaxis,...]
layer_outs = functor([test, 1.])
print layer_outs

 

次佳回答

来自https://keras.io/getting-started/faq/#how-can-i-obtain-the-output-of-an-intermediate-layer

一种简单的方法是创建一个新模型,该模型将输出您感兴趣的图层:

from keras.models import Model

model = ...  # include here your original model

layer_name = 'my_layer'
intermediate_layer_model = Model(inputs=model.input,
                                 outputs=model.get_layer(layer_name).output)
intermediate_output = intermediate_layer_model.predict(data)

另外,您可以构建Keras函数,该函数将在给定特定输入的情况下返回特定图层的输出,例如:

from keras import backend as K

# with a Sequential model
get_3rd_layer_output = K.function([model.layers[0].input],
                                  [model.layers[3].output])
layer_output = get_3rd_layer_output([x])[0]

 

补充信息

基于上述优秀答案,这里编写了一个库来获取每一层的输出。它抽象了所有复杂性,并被设计为尽可能地对用户友好:

https://github.com/philipperemy/keract

它处理了几乎所边际情况,望能帮助到你!

 

参考资料

 

本文由《纯净天空》出品。文章地址: https://vimsky.com/article/4314.html,未经允许,请勿转载。