TensorFlow之模型的保存和读取

模型的保存：tf.train.Saver类中的save
在训练一个TensorFlow模型之后，可以将训练好的模型保存成文件，这样可以方便下一次对新的数据进行预测的时候直接加载训练好的模型即可获得结果，可以通过TensorFlow提供的tf.train.Saver函数，将一个模型保存成文件，一般习惯性的将TensorFlow的模型文件命名为*.ckpt文件。
模型的读取：tf.train.Saver类中的restore

import tensorflow as tf
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
#将参数固化到磁盘上
mnist = input_data.read_data_sets('data/', one_hot=True)
trainimg = mnist.train.images
trainlabel=mnist.train.labels
testimg=mnist.test.images[0:1500]#针对可能出现的分配超过系统内存的问题
testlabel=mnist.test.labels[0:1500]
print("MNIST Ready")

n_input = 784
n_output = 10
weights = {
    'wc1': tf.Variable(tf.random_normal([3, 3, 1, 64], stddev=0.1)),
    'wc2': tf.Variable(tf.random_normal([3, 3, 64, 128], stddev=0.1)),
    'wd1': tf.Variable(tf.random_normal([7*7*128, 1024], stddev=0.1)),
    'wd2': tf.Variable(tf.random_normal([1024, n_output], stddev=0.1))
}
biases = {
    'bc1': tf.Variable(tf.random_normal([64], stddev=0.1)),
    'bc2': tf.Variable(tf.random_normal([128], stddev=0.1)),
    'bd1': tf.Variable(tf.random_normal([1024], stddev=0.1)),
    'bd2': tf.Variable(tf.random_normal([n_output], stddev=0.1))
}


def conv_basic(_input, _w, _b, _keepratio):  # 卷积神经网络的前向传播
    # 对输入进行简单的预处理[n,h,w,c]-bitchsize大小，图像的高度、宽度，深度
    _input_r = tf.reshape(_input, shape=[-1, 28, 28, 1])  # -1意思是让TensorFlow自己做一个推断，确定了其他所有维，可推断出第一维
    '''
    tf.nn.conv2d(input, filter, strides, padding, use_cudnn_on_gpu=None, name=None)
    除去name参数用以指定该操作的name，与方法有关的一共五个参数：
    第一个参数input：指需要做卷积的输入图像，它要求是一个Tensor，具有[batch, in_height, in_width, in_channels]这样的shape，
    具体含义是[训练时一个batch的图片数量, 图片高度, 图片宽度, 图像通道数]，注意这是一个4维的Tensor，要求类型为float32和float64其中之一
    第二个参数filter：相当于CNN中的卷积核，它要求是一个Tensor，具有[filter_height, filter_width, in_channels, out_channels]这样的shape，
    具体含义是[卷积核的高度，卷积核的宽度，图像通道数，卷积核个数]，要求类型与参数input相同，有一个地方需要注意，第三维in_channels，就是参数input的第四维
    第三个参数strides：卷积时在图像每一维的步长，这是一个一维的向量，长度4
    第四个参数padding：string类型的量，只能是"SAME","VALID"其中之一，这个值决定了不同的卷积方式
    第五个参数：use_cudnn_on_gpu:bool类型，是否使用cudnn加速，默认为true
    '''
    # "VALID" 仅舍弃最后列，或最后行的数据
    # "SAME" 尝试在数据左右均匀的填充0，若填充个数为奇数时，则将多余的填充值放数据右侧.
    _conv1 = tf.nn.conv2d(_input_r, _w['wc1'], strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
    _conv1 = tf.nn.relu(tf.nn.bias_add(_conv1, _b['bc1']))
    '''
    tf.nn.max_pool(value, ksize, strides, padding, name=None)
    参数是四个，和卷积很类似：
    第一个参数value：需要池化的输入，一般池化层接在卷积层后面，所以输入通常是feature map，依然是[batch, height, width, channels]这样的shape
    第二个参数ksize：池化窗口的大小，取一个四维向量，一般是[1, height, width, 1]，因为我们不想在batch和channels上做池化，所以这两个维度设为了1
    第三个参数strides：和卷积类似，窗口在每一个维度上滑动的步长，一般也是[1, stride, stride, 1]
    第四个参数padding：和卷积类似，可以取'VALID'或者'SAME'
    返回一个Tensor，类型不变，shape仍然是[batch, height, width, channels]这种形式

    '''
    _pool1 = tf.nn.max_pool(_conv1, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
    _pool1_dr1 = tf.nn.dropout(_pool1, _keepratio)  # _keepratio表示保留的比例
    _conv2 = tf.nn.conv2d(_pool1_dr1, _w['wc2'], strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
    _conv2 = tf.nn.relu(tf.nn.bias_add(_conv2, _b['bc2']))
    _pool2 = tf.nn.max_pool(_conv2, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
    _pool_dr2 = tf.nn.dropout(_pool2, _keepratio)
    # 全连接层——把输出转换为矩阵（向量）的形式
    _densel = tf.reshape(_pool_dr2, [-1, _w['wd1'].get_shape().as_list()[0]])
    _fc1 = tf.nn.relu(tf.add(tf.matmul(_densel, _w['wd1']), _b['bd1']))
    _fc_dr1 = tf.nn.dropout(_fc1, _keepratio)
    '''
    tf.nn.dropout(x, keep_prob, noise_shape=None, seed=None, name=None)
     根据给出的keep_prob参数，将输入tensor x按比例输出。
     使用说明：
参数 keep_prob: 表示的是保留的比例，假设为0.8 则 20% 的数据变为0，然后其他的数据乘以 1/keep_prob；keep_prob 越大，保留的越多；
参数 noise_shape：干扰形状。    此字段默认是None，表示第一个元素的操作都是独立，但是也不一定。比例：数据的形状是shape(x)=[k, l, m, n]，而noise_shape=[k, 1, 1, n]，则第1和4列是独立保留或删除，第2和3列是要么全部保留，要么全部删除。
    '''
    _out = tf.add(tf.matmul(_fc_dr1, _w['wd2']), _b['bd2'])
    out = {'input_r': _input_r, 'conv1': _conv1, 'pool1': _pool1, 'pool1_dr1': _pool1_dr1,
           'conv2': _conv2, 'pool2': _pool2, 'pool_dr2': _pool_dr2, 'densel': _densel,
           'fc1': _fc1, 'fc_dr1': _fc_dr1, 'out': _out}
    return out


print("CNN READY")

x = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_input])
y = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_output])
keepratio = tf.placeholder(tf.float32)

_pred = conv_basic(x, weights, biases, keepratio)['out']
cost = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits=_pred, labels=y))
optm = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate=0.001).minimize(cost)#优化器的选择
_corr = tf.equal(tf.argmax(_pred, 1), tf.argmax(y, 1))
accr = tf.reduce_mean(tf.cast(_corr, tf.float32))

init = tf.global_variables_initializer()

save_step=1
saver=tf.train.Saver(max_to_keep=3)

print("FUNCTIONS READY")

do_train=0
sess = tf.Session()
sess.run(init)

training_epochs = 15
batch_size = 16  # 示范，防止过慢
display_step = 1
if do_train ==1:
    for epoch in range(training_epochs):
        avg_cost = 0
        total_batch = 10  # 示范，防止过慢
        for i in range(total_batch):
            batch_xs, batch_ys = mnist.train.next_batch(batch_size)
            sess.run(optm, feed_dict={x: batch_xs, y: batch_ys, keepratio: 0.7})
            avg_cost += sess.run(cost, feed_dict={x: batch_xs, y: batch_ys, keepratio: 1.}) / total_batch
        if epoch % display_step == 0:
            print("Epoch: %03d/%03d cost: %.9f" % (epoch, training_epochs, avg_cost))
            train_acc = sess.run(accr, feed_dict={x: batch_xs, y: batch_ys, keepratio: 1.})
            print("Training accuracy: %.3f" % (train_acc))
        if epoch % save_step ==0:
            saver.save(sess,"save/nets/cnn_mnist_basic.ckpt-"+str(epoch))
print("FINISHED")
if do_train ==0:
    epoch=training_epochs -1
    saver.restore(sess,"save/nets/cnn_mnist_basic.ckpt-"+str(epoch))
    test_acc=sess.run(accr,feed_dict= {x:testimg ,y:testlabel ,keepratio:1.})
    print("TEST ACCURACY: %.3f"% (test_acc))