tf.keras 实现深度学习

tf.keras是TensorFlow 2.0的高阶API接口，为TensorFlow的代码提供了新的风格和设计模式，大大提升了TF代码的简洁性和复用性，官方也推荐使用tf.keras来进行模型设计和开发。

常用模块

tf.keras中常用模块如下表所示：

常用方法

深度学习实现的主要流程：1.数据获取，2，数据处理，3.模型创建与训练，4 模型测试与评估，5.模型预测。

1.导入tf.keras

使用 tf.keras，首先需要在代码开始时导入tf.keras。

import tensorflow as tf
from tensorflow import keras

2.数据输入

对于小的数据集，可以直接使用numpy格式的数据进行训练、评估模型，对于大型数据集或者要进行跨设备训练时使用tf.data.datasets来进行数据输入。

3.模型构建

• 简单模型使用Sequential进行构建
• 复杂模型使用函数式编程来构建
• 自定义layers

4.训练与评估

• 配置训练过程：

# 配置优化方法，损失函数和评价指标
model.compile(optimizer=tf.train.AdamOptimizer(0.001),
              loss='categorical_crossentropy',
              metrics=['accuracy'])

模型训练:

# 指明训练数据集，训练epoch,批次大小和验证集数据model.fit/fit_generator(dataset, epochs=10, 
                        batch_size=3,
          validation_data=val_dataset,
          )

模型评估：

# 指明评估数据集和批次大小
model.evaluate(x, y, batch_size=32)

模型预测：

# 对新的样本进行预测
model.predict(x, batch_size=32)

5.回调函数(callbacks)

回调函数用在模型训练过程中，来控制模型训练行为，可以自定义回调函数，也可使用tf.keras.callbacks 内置的 callback ：

ModelCheckpoint：定期保存 checkpoints。 LearningRateScheduler：动态改变学习速率。 EarlyStopping：当验证集上的性能不再提高时，终止训练。 TensorBoard：使用 TensorBoard 监测模型的状态。

6.模型的保存和恢复

只保存参数:

# 只保存模型的权重
model.save_weights('./my_model')
# 加载模型的权重
model.load_weights('my_model')

# 保存模型架构与权重在h5文件中
model.save('my_model.h5')
# 加载模型：包括架构和对应的权重
model = keras.models.load_model('my_model.h5')