@tf.function def train_step(images, labels): with tf.GradientTape() as tape: predictions = model(images, training=True) loss = loss_object(labels, predictions) gradients = tape.gradient(loss, model.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(gradients, model.trainable_variables)) train_loss(loss) train_accuracy(labels, predictions)

时间: 2024-01-21 18:03:44 浏览: 31
这段代码定义了一个 TensorFlow 2.0+ 的计算图函数 `train_step`,用来进行一次训练迭代。函数的输入参数是 `images` 和 `labels`,分别表示训练数据的图像和标签。函数的核心是使用 `tf.GradientTape()` 记录前向传播过程中的计算图,计算出损失函数对各个可训练参数的梯度,并用优化器进行参数的更新。同时,函数还记录了训练过程中的损失函数和准确率的度量指标的数值,以便后续的输出和可视化。
相关问题

@tf.function def train_step(images, labels): with tf.GradientTape() as tape: # 计算模型预测结果和损失函数值 predictions = model(images, training=True) loss = loss_object(labels, predictions) # 计算梯度并优化模型参数 gradients = tape.gradient(loss, model.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(gradients, model.trainable_variables)) # 更新训练过程中的度量指标 train_loss(loss) train_accuracy(labels, predictions) @tf.function def test_step(images, labels): # 计算模型预测结果和损失函数值 predictions = model(images, training=False) t_loss = loss_object(labels, predictions) # 更新测试过程中的度量指标 test_loss(t_loss) test_accuracy(labels, predictions)代码

这段代码是一个 TensorFlow 的训练和测试过程,主要包含两个函数:train_step 和 test_step。train_step 函数用于训练模型,它接收输入数据 images 和对应标签 labels,使用 tf.GradientTape 记录前向传播过程中的计算图,计算模型预测结果和损失函数值,然后根据梯度更新模型参数,同时更新训练过程中的度量指标,如损失函数和准确率。test_step 函数用于测试模型,在测试过程中,它接收输入数据 images 和对应标签 labels,计算模型预测结果和损失函数值,并更新测试过程中的度量指标,如损失函数和准确率。这两个函数都使用了 TensorFlow 提供的 @tf.function 装饰器,将它们编译成 TensorFlow 的计算图,从而提高执行效率。这段代码还使用了 TensorFlow 提供的优化器和损失函数,如 Adam 优化器和交叉熵损失函数。

import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import Dense, Flatten, Conv2D, MaxPool2D, Dropoutfrom tensorflow.keras import Model​# 在GPU上运算时,因为cuDNN库本身也有自己的随机数生成器,所以即使tf设置了seed,也不会每次得到相同的结果tf.random.set_seed(100)​mnist = tf.keras.datasets.mnist(X_train, y_train), (X_test, y_test) = mnist.load_data()X_train, X_test = X_train/255.0, X_test/255.0​# 将特征数据集从(N,32,32)转变成(N,32,32,1),因为Conv2D需要(NHWC)四阶张量结构X_train = X_train[..., tf.newaxis]    X_test = X_test[..., tf.newaxis]​batch_size = 64# 手动生成mini_batch数据集train_ds = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((X_train, y_train)).shuffle(10000).batch(batch_size)test_ds = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((X_test, y_test)).batch(batch_size)​class Deep_CNN_Model(Model):    def __init__(self):        super(Deep_CNN_Model, self).__init__()        self.conv1 = Conv2D(32, 5, activation='relu')        self.pool1 = MaxPool2D()        self.conv2 = Conv2D(64, 5, activation='relu')        self.pool2 = MaxPool2D()        self.flatten = Flatten()        self.d1 = Dense(128, activation='relu')        self.dropout = Dropout(0.2)        self.d2 = Dense(10, activation='softmax')        def call(self, X):    # 无需在此处增加training参数状态。只需要在调用Model.call时,传递training参数即可        X = self.conv1(X)        X = self.pool1(X)        X = self.conv2(X)        X = self.pool2(X)        X = self.flatten(X)        X = self.d1(X)        X = self.dropout(X)   # 无需在此处设置training状态。只需要在调用Model.call时,传递training参数即可        return self.d2(X)​model = Deep_CNN_Model()loss_object = tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy()optimizer = tf.keras.optimizers.Adam()​train_loss = tf.keras.metrics.Mean(name='train_loss')train_accuracy = tf.keras.metrics.SparseCategoricalAccuracy(name='train_accuracy')test_loss = tf.keras.metrics.Mean(name='test_loss')test_accuracy = tf.keras.metrics.SparseCategoricalAccuracy(name='test_accuracy')​# TODO:定义单批次的训练和预测操作@tf.functiondef train_step(images, labels):       ......    @tf.functiondef test_step(images, labels):       ......    # TODO:执行完整的训练过程EPOCHS = 10for epoch in range(EPOCHS)补全代码

import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import Dense, Flatten, Conv2D, MaxPool2D, Dropout from tensorflow.keras import Model # 在GPU上运算时,因为cuDNN库本身也有自己的随机数生成器,所以即使tf设置了seed,也不会每次得到相同的结果 tf.random.set_seed(100) # 加载MNIST数据集并进行预处理 mnist = tf.keras.datasets.mnist (X_train, y_train), (X_test, y_test) = mnist.load_data() X_train, X_test = X_train/255.0, X_test/255.0 X_train = X_train[..., tf.newaxis] X_test = X_test[..., tf.newaxis] # 定义batch_size并手动生成mini_batch数据集 batch_size = 64 train_ds = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((X_train, y_train)).shuffle(10000).batch(batch_size) test_ds = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((X_test, y_test)).batch(batch_size) # 定义深度CNN模型 class Deep_CNN_Model(Model): def __init__(self): super(Deep_CNN_Model, self).__init__() self.conv1 = Conv2D(32, 5, activation='relu') self.pool1 = MaxPool2D() self.conv2 = Conv2D(64, 5, activation='relu') self.pool2 = MaxPool2D() self.flatten = Flatten() self.d1 = Dense(128, activation='relu') self.dropout = Dropout(0.2) self.d2 = Dense(10, activation='softmax') def call(self, X, training=False): X = self.conv1(X) X = self.pool1(X) X = self.conv2(X) X = self.pool2(X) X = self.flatten(X) X = self.d1(X) X = self.dropout(X, training=training) return self.d2(X) # 实例化模型,定义损失函数和优化器 model = Deep_CNN_Model() loss_object = tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy() optimizer = tf.keras.optimizers.Adam() # 定义训练和测试过程中的度量指标 train_loss = tf.keras.metrics.Mean(name='train_loss') train_accuracy = tf.keras.metrics.SparseCategoricalAccuracy(name='train_accuracy') test_loss = tf.keras.metrics.Mean(name='test_loss') test_accuracy = tf.keras.metrics.SparseCategoricalAccuracy(name='test_accuracy') # 定义单批次的训练和预测操作 @tf.function def train_step(images, labels): with tf.GradientTape() as tape: # 计算模型预测结果和损失函数值 predictions = model(images, training=True) loss = loss_object(labels, predictions) # 计算梯度并优化模型参数 gradients = tape.gradient(loss, model.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(gradients, model.trainable_variables)) # 更新训练过程中的度量指标 train_loss(loss) train_accuracy(labels, predictions) @tf.function def test_step(images, labels): # 计算模型预测结果和损失函数值 predictions = model(images, training=False) t_loss = loss_object(labels, predictions) # 更新测试过程中的度量指标 test_loss(t_loss) test_accuracy(labels, predictions) # 执行完整的训练过程 EPOCHS = 10 for epoch in range(EPOCHS): # 在每轮训练开始时,重置度量指标的值 train_loss.reset_states() train_accuracy.reset_states() test_loss.reset_states() test_accuracy.reset_states() # 遍历训练数据集中的每个mini_batch进行训练 for images, labels in train_ds: train_step(images, labels) # 遍历测试数据集中的每个mini_batch进行预测 for test_images, test_labels in test_ds: test_step(test_images, test_labels) # 输出每轮训练和测试过程中的度量指标 template = 'Epoch {}, Loss: {}, Accuracy: {}, Test Loss: {}, Test Accuracy: {}' print(template.format(epoch+1, train_loss.result(), train_accuracy.result()*100, test_loss.result(), test_accuracy.result()*100))

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