理解tf.zeros()是否返回tf.get_variable?

试图理解Keras优化器中SGD优化代码(源代码)。在get_updates模块中,我们有:

# momentumshapes = [K.int_shape(p) for p in params]moments = [K.zeros(shape) for shape in shapes]self.weights = [self.iterations] + momentsfor p, g, m in zip(params, grads, moments):    v = self.momentum * m - lr * g  # velocity    self.updates.append(K.update(m, v))

其中K = keras.backend。现在,由于moments被设置为一个零张量列表,而m是这个列表的迭代,为什么在v = self.momentum * m - lr * g这一行中m不会总是评估为零张量?

我查看了TensorFlow中keras.backend.zeros的代码(源代码),keras.backend.zeros返回tf.zeros,显然它返回一个常量零张量。(编辑:或者如果指定了形状,则返回用tf.zeros初始化的tf.Variable。)

我的直觉是它会返回类似于用零初始化的tf.get_variable()的东西,因此张量不会每次都被覆盖。相反,名称为m的张量只会通过K.update()不断更新。

那么tf.zeros()实际上是否像用零初始化的tf.get_variable()那样行为?我是否遗漏了其他东西?

编辑:所以即使指定了形状,上面链接的源代码似乎仍然返回一个新的张量变量,而不是重用现有的变量(即使用get_variable()),这无论如何看起来都很困难,因为没有指定名称。仍然不明白为什么返回现有变量而不是一个新的零张量变量。


回答:

我想你错过了正确的K.zeros函数。这是Keras 2.1中的源代码(keras/backend/tensorflow_backend.py):

def zeros(shape, dtype=None, name=None):    """实例化一个全零变量并返回它。    # 参数        shape: 整数元组,返回的Keras变量的形状        dtype: 字符串,返回的Keras变量的数据类型        name: 字符串,返回的Keras变量的名称    # 返回        一个填充了`0.0`的变量(包括Keras元数据)。    # 示例    ```python        >>> from keras import backend as K        >>> kvar = K.zeros((3,4))        >>> K.eval(kvar)        array([[ 0.,  0.,  0.,  0.],               [ 0.,  0.,  0.,  0.],               [ 0.,  0.,  0.,  0.]], dtype=float32)    ```    """    if dtype is None:        dtype = floatx()    tf_dtype = tf.as_dtype(dtype)    return variable(tf.constant_initializer(0., dtype=tf_dtype)(shape),                    dtype, name)

如你所见,它实际上返回的是用零初始化的变量,而不是常量零张量。文档也说明了这一点:

实例化一个全零变量并返回它。


编辑:对后续问题的回答。

这实际上是一个非常好的观察:你是对的,后续调用Optimizer.get_updates(loss, params)会创建新的变量,将新的操作分配给self.updates,并将新的权重分配给self.weights。从某种意义上说,get_updates方法是优化器构造函数的一部分。

但它是如何工作的呢:这个方法每个模型实例只调用一次。它返回更新操作的列表,这些操作在不同的批次中多次应用于循环中,但操作本身保持不变。这是Model类的相关代码(keras/engine/training.py):

def _make_train_function(self):    ...    if self.train_function is None:        ...        with K.name_scope('training'):            with K.name_scope(self.optimizer.__class__.__name__):                training_updates = self.optimizer.get_updates(                    params=self._collected_trainable_weights,                    loss=self.total_loss)            updates = self.updates + training_updates + self.metrics_updates            # 获取损失和指标。每次调用时更新权重。            self.train_function = K.function(inputs,                                             [self.total_loss] + self.metrics_tensors,                                             updates=updates,                                             name='train_function',                                             **self._function_kwargs)

self.optimizer.get_updates(...)恰好被调用一次以构建train_function

请随意检查其他优化器,并确认它们都在get_updates()方法内准备权重和更新操作。

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