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python之Tensorflow——迁移学习实现(语义分割)

2025年04月02日35zlslch

我正在努力实现一个 CNN 架构(FCN-8s 模型,带有预训练的 VGG16 模型),用于对我自己的数据进行语义分割(2 个类,因此,每像素二进制分类)

我打算如何解决这个问题:

  1. 加载带有权重的预训练模型
  2. 添加/删除额外的更高层以转换为 FCN
  3. 卡住预训练模型的较低层(在训练阶段不更新)
  4. 在特定数据集上训练网络

假设这是正确的,我该如何卡住我的 tensorflow 模型的较低层? (我正在寻找具体的实现细节)我看过 TensorFlow 上的 Inception 再培训教程,但我还不太确定。

这是我想到的工作流程:

  1. 通过现有的预训练模型运行我的数据,并提取特征输出,无需对其进行训练。 (怎么样?)

  2. 将这些特征输出提供给另一个包含更高层的网络 - 并开始训练它。

任何建议都会有帮助!

否则,如果我错了,我应该怎么想呢?

更新:

我拿起了chasep255下面的建议,并尝试使用 tf.stop_gradient以便“卡住”我模型中的较低层。显然,我的实现有问题。可能的替代方案/建议?

该模型基于 FCN(用于语义分割)论文构建。我从模型架构中提取 logits,即我的特征,我最初将其直接输入到 loss 函数中,以使用 softmax 分类器将其最小化。 (每像素分类)deconv_1 是我的 logits 张量,形状为 [batch, h, w, num_classes] = [1, 750, 750, 2] 实现:

logits = vgg_fcn.deconv_1 
 
stopper = tf.stop_gradient(logits, 'stop_gradients') 
 
loss = train_func.loss(stopper, labels_placeholder, 2) 
 
with tf.name_scope('Optimizer'): 
    train_op = train_func.training(loss, FLAGS.learning_rate) 
 
    with tf.name_scope('Accuracy'): 
        eval_correct = train_func.accuracy_eval(logits, labels_placeholder) 
        accuracy_summary = tf.scalar_summary('Accuracy', eval_correct) 

然后我按如下方式运行这些图形操作:

_, acc, loss_value = sess.run([train_op,eval_correct, loss], feed_dict=feed_dict) 

当我这样运行训练周期时,没有优化损失值,这肯定是因为我引入了 tf.stop_gradient Op。

有关更多详细信息,我的损失函数如下:

def loss(logits, labels, num_classes): 
 
    logits = tf.reshape(logits, [-1, num_classes]) 
    #epsilon = tf.constant(value=1e-4) 
    #logits = logits + epsilon 
 
    labels = tf.to_int64(tf.reshape(labels, [-1])) 
    print ('shape of logits: %s' % str(logits.get_shape())) 
    print ('shape of labels: %s' % str(labels.get_shape())) 
 
    cross_entropy = tf.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(logits, labels, name='Cross_Entropy') 
    cross_entropy_mean = tf.reduce_mean(cross_entropy, name='xentropy_mean') 
    tf.add_to_collection('losses', cross_entropy_mean) 
 
    loss = tf.add_n(tf.get_collection('losses'), name='total_loss') 
    return loss 

请您参考如下方法:

您可以将预训练模型的输出传递到 sess.run(pretrained_output, ...) 并捕获预训练模型的输出。保存输出后,您可以将其输入到模型中。在这种情况下,优化器将无法将梯度传播到预训练模型。

您还可以将预训练模型正常附加到您的模型,然后通过 tf.stop_graidents() 传递预训练输出,这将阻止优化器将梯度传播回预训练模型。

最后,您可以遍历预训练模型中的所有变量,并将它们从可训练变量列表中删除。