在Keras中可以定义两个不同的调用函数,一个用于前向映射,另一个用于逆向映射

我正在尝试实现一个INN(可逆神经网络),其结构如这篇论文中所述。

我想知道是否可以创建一个块(如论文中提出的)作为自定义的Keras层,并包含两个不同的调用函数。

基本结构如下所示:

import tensorflow as tfimport tensorflow.keras.layers as layersclass INNBlock(tf.keras.Model):#继承自模型而不是keras.layers.Layer,因为我想管理底层的层    def __init__(self, size):        super(INNBlock, self).__init__(name='innblock')        #定义层        self.denseL1 = layers.Dense(size,activation='relu')    def call(self, inputs):        #定义层之间的前向调用关系        out = self.denseL1(inputs)        return out    def inverse_call(self, inputs):        #定义层之间的逆向关系        out = -self.denseL1(inputs) #使用与前向调用相同的权重        return outclass INN(tf.keras.Model):    def __init__(self,kenel_size,input_dim,min_clip,max_clip):        super(INN, self).__init__()        self.block_1 = INNBlock(size)        self.block_2 = INNBlock(size)    def call(self, inputs):        x = self.block_1(inputs)        x = self.block_2.inverse_call(y)        x = self.block_1.inverse_call(x)        return (y,x)

我已经考虑过一些解决方案(但不是特别喜欢):

  • 为逆向调用创建新的层,并为它们分配与前向调用中相同的权重。

  • 为输入添加另一个维度,并在其中包含一个变量,用于确定是执行逆向调用还是前向调用(但我不知道Keras是否允许这样做)

希望有人知道是否有实现这种方法的途径。提前感谢 🙂


回答:

你的代码没有任何问题。你可以尝试运行,它会正常工作。

call方法是当你简单地执行model_instance(input_tensor)layer_instance(input_tensor)时使用的标准方法。

但是,如果你定义了另一个方法并在模型的call方法中使用它,这也没有任何问题。发生的情况将是:

  • 如果你使用the_block(input_tensor),它将使用the_block.call(input_tensor)
  • 如果你在层/模型之外使用the_block.inverse_call(input_tensor),它将无法构建Keras模型(没有任何东西可以位于层之外)。
  • 如果你在层/模型内部使用the_block.inverse_call(input_tensor)(你正在这样做),这与直接编写操作是完全相同的。你只是将它包装在另一个函数中。

对于Keras/Tensorflow来说,inverse_call没有任何特殊之处。你可以在任何可以使用其他Keras/Tensorflow函数的地方使用它。


梯度会更新两次吗?

不完全是两次,但操作肯定会被计算在内。当系统计算损失相对于权重的梯度时,如果损失是通过inverse_call构建的,那么它将参与梯度计算。

但更新将如常,每批次一次。

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