keras中训练数据的几种方式对比(fit和fit_generator)

2021-08-07 11:58:33 浏览数 (3413)

Keras训练数据可以采用很多种方式，其中比较常见的三种分别是fit、fit_generator和train_on_batch。第三种和前两种差别比较大，所以本篇文章主要进行fit和fit_generator的对比。

一、train_on_batch

model.train_on_batch(batchX, batchY)

train_on_batch函数接受单批数据，执行反向传播，然后更新模型参数，该批数据的大小可以是任意的，即，它不需要提供明确的批量大小，属于精细化控制训练模型，大部分情况下我们不需要这么精细，99%情况下使用fit_generator训练方式即可，下面会介绍。

二、fit

model.fit(x_train, y_train, batch_size=32, epochs=10)

fit的方式是一次把训练数据全部加载到内存中，然后每次批处理batch_size个数据来更新模型参数，epochs就不用多介绍了。这种训练方式只适合训练数据量比较小的情况下使用。

三、fit_generator

利用Python的生成器，逐个生成数据的batch并进行训练，不占用大量内存，同时生成器与模型将并行执行以提高效率。例如，该函数允许我们在CPU上进行实时的数据提升，同时在GPU上进行模型训练

接口如下：

fit_generator(self, generator, steps_per_epoch, epochs=1, verbose=1, callbacks=None, validation_data=None, validation_steps=None, class_weight=None, max_q_size=10, workers=1, pickle_safe=False, initial_epoch=0)

generator：生成器函数

steps_per_epoch：整数，当生成器返回steps_per_epoch次数据时，计一个epoch结束，执行下一个epoch。也就是一个epoch下执行多少次batch_size。

epochs：整数，控制数据迭代的轮数，到了就结束训练。

callbacks=None, list，list中的元素为keras.callbacks.Callback对象，在训练过程中会调用list中的回调函数

举例：

def generate_arrays_from_file(path):
            while True:
                with open(path) as f:
                    for line in f:
                        # create numpy arrays of input data
                        # and labels, from each line in the file
                        x1, x2, y = process_line(line)
                        yield ({'input_1': x1, 'input_2': x2}, {'output': y})
 
model.fit_generator(generate_arrays_from_file('./my_folder'),
                            steps_per_epoch=10000, epochs=10)

补充：keras.fit_generator()属性及取值

如下所示：

fit_generator(self, generator, 
                    steps_per_epoch=None, 
                    epochs=1, 
                    verbose=1, 
                    callbacks=None, 
                    validation_data=None, 
                    validation_steps=None,  
                    class_weight=None,
                    max_queue_size=10,   
                    workers=1, 
                    use_multiprocessing=False, 
                    shuffle=True, 
                    initial_epoch=0)

通过Python generator产生一批批的数据用于训练模型。generator可以和模型并行运行，例如，可以使用CPU生成批数据同时在GPU上训练模型。

参数：

generator：一个generator或Sequence实例，为了避免在使用multiprocessing时直接复制数据。

steps_per_epoch：从generator产生的步骤的总数（样本批次总数）。通常情况下，应该等于数据集的样本数量除以批量的大小。

epochs：整数，在数据集上迭代的总数。

works：在使用基于进程的线程时，最多需要启动的进程数量。

use_multiprocessing：布尔值。当为True时，使用基于基于过程的线程。

例如：

datagen = ImageDataGenator(...)
model.fit_generator(datagen.flow(x_train, y_train,
                                 batch_size=batch_size),
                    epochs=epochs,
                    validation_data=(x_test, y_test),
                    workers=4)

以上就是Keras训练数据的三种方式的介绍，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持W3Cschool。