很多深度神经网络模型需要加载预训练过的Vgg参数,比如说:风格迁移、目标检测、图像标注等计算机视觉中常见的任务。那么到底如何加载Vgg模型呢?Vgg文件的参数到底有何意义呢?加载后的模型该如何使用呢?
本文将以Vgg19为例子,详细说明Tensorflow如何加载Vgg预训练模型。
实验环境
GTX1050-ti, cuda9.0
Window10, Tensorflow 1.12
展示Vgg19构造
import tensorflow as tf import numpy as np import scipy.io data_path = 'model/vgg19.mat' # data_path指下载下来的Vgg19预训练模型的文件地址 # 读取Vgg19文件 data = scipy.io.loadmat(data_path) # 打印Vgg19的数据类型及其组成 print("type: ", type(data)) print("data.keys: ", data.keys()) # 得到对应卷积核的矩阵 weights = data['layers'][0] # 定义Vgg19的组成 layers = ( 'conv1_1', 'relu1_1', 'conv1_2', 'relu1_2', 'pool1', 'conv2_1', 'relu2_1', 'conv2_2', 'relu2_2', 'pool2', 'conv3_1', 'relu3_1', 'conv3_2', 'relu3_2', 'conv3_3', 'relu3_3', 'conv3_4', 'relu3_4', 'pool3', 'conv4_1', 'relu4_1', 'conv4_2', 'relu4_2', 'conv4_3', 'relu4_3', 'conv4_4', 'relu4_4', 'pool4', 'conv5_1', 'relu5_1', 'conv5_2', 'relu5_2', 'conv5_3', 'relu5_3', 'conv5_4', 'relu5_4' ) # 打印Vgg19不同卷积层所对应的维度 for i, name in enumerate(layers): kind = name[:4] if kind == 'conv': print("%s: %s" % (name, weights[i][0][0][2][0][0].shape)) elif kind == 'relu': print(name) elif kind == 'pool': print(name) 代码输出结果如下: type: <class 'dict'> data.keys: dict_keys(['__header__', '__version__', '__globals__', 'layers', 'meta']) conv1_1: (3, 3, 3, 64) relu1_1 conv1_2: (3, 3, 64, 64) relu1_2 pool1 conv2_1: (3, 3, 64, 128) relu2_1 conv2_2: (3, 3, 128, 128) relu2_2 pool2 conv3_1: (3, 3, 128, 256) relu3_1 conv3_2: (3, 3, 256, 256) relu3_2 conv3_3: (3, 3, 256, 256) relu3_3 conv3_4: (3, 3, 256, 256) relu3_4 pool3 conv4_1: (3, 3, 256, 512) relu4_1 conv4_2: (3, 3, 512, 512) relu4_2 conv4_3: (3, 3, 512, 512) relu4_3 conv4_4: (3, 3, 512, 512) relu4_4 pool4 conv5_1: (3, 3, 512, 512) relu5_1 conv5_2: (3, 3, 512, 512) relu5_2 conv5_3: (3, 3, 512, 512) relu5_3 conv5_4: (3, 3, 512, 512) relu5_4
那么Vgg19真实的网络结构是怎么样子的呢,如下图所示:
在本文,主要讨论卷积模块,大家通过对比可以发现,我们打印出来的Vgg19结构及其卷积核的构造的确如论文中给出的Vgg19结构一致。
构建Vgg19模型
def _conv_layer(input, weights, bias): conv = tf.nn.conv2d(input, tf.constant(weights), strides=(1, 1, 1, 1), padding='SAME') return tf.nn.bias_add(conv, bias) def _pool_layer(input): return tf.nn.max_pool(input, ksize=(1, 2, 2, 1), strides=(1, 2, 2, 1), padding='SAME') class VGG19: layers = ( 'conv1_1', 'relu1_1', 'conv1_2', 'relu1_2', 'pool1', 'conv2_1', 'relu2_1', 'conv2_2', 'relu2_2', 'pool2', 'conv3_1', 'relu3_1', 'conv3_2', 'relu3_2', 'conv3_3', 'relu3_3', 'conv3_4', 'relu3_4', 'pool3', 'conv4_1', 'relu4_1', 'conv4_2', 'relu4_2', 'conv4_3', 'relu4_3', 'conv4_4', 'relu4_4', 'pool4', 'conv5_1', 'relu5_1', 'conv5_2', 'relu5_2', 'conv5_3', 'relu5_3', 'conv5_4', 'relu5_4' ) def __init__(self, data_path): data = scipy.io.loadmat(data_path) self.weights = data['layers'][0] def feed_forward(self, input_image, scope=None): # 定义net用来保存模型每一步输出的特征图 net = {} current = input_image with tf.variable_scope(scope): for i, name in enumerate(self.layers): kind = name[:4] if kind == 'conv': kernels = self.weights[i][0][0][2][0][0] bias = self.weights[i][0][0][2][0][1] kernels = np.transpose(kernels, (1, 0, 2, 3)) bias = bias.reshape(-1) current = _conv_layer(current, kernels, bias) elif kind == 'relu': current = tf.nn.relu(current) elif kind == 'pool': current = _pool_layer(current) # 在每一步都保存当前输出的特征图 net[name] = current return net
在上面的代码中,我们定义了一个Vgg19的类别专门用来加载Vgg19模型,并且将每一层卷积得到的特征图保存到net中,最后返回这个net,用于代码后续的处理。
测试Vgg19模型
在给出Vgg19的构造模型后,我们下一步就是如何用它,我们的思路如下:
加载本地图片
定义Vgg19模型,传入本地图片
得到返回每一层的特征图
image_path = "data/test.jpg" # 本地的测试图片 image_raw = tf.gfile.GFile(image_path, 'rb').read() # 一定要tf.float(),否则会报错 image_decoded = tf.to_float(tf.image.decode_jpeg(image_raw)) # 扩展图片的维度,从三维变成四维,符合Vgg19的输入接口 image_expand_dim = tf.expand_dims(image_decoded, 0) # 定义Vgg19模型 vgg19 = VGG19(data_path) net = vgg19.feed_forward(image_expand_dim, 'vgg19') print(net) 代码结果如下所示: {'conv1_1': <tf.Tensor 'vgg19_1/BiasAdd:0' shape=(1, "_blank" href="https://www.jb51.net/article/187355.htm">Tensorflow加载Vgg预训练模型的几个注意事项。到这里,如何使用tensorflow读取Vgg19模型结束了,若是大家有其他疑惑,可在评论区留言,会定时回答。
好了,以上就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。
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