Tensorflow导入训练模型进行识别（附代码）

最近在做李宏毅的深度学习的作业，导入模型的时候，发现，我在导入模型进行预测时，需要重新手动构建网络进行检测，这样显得十分不“智能”。之前在比赛中一直是使用这种方法，但是由于当初比较忙，并没有深究这个问题。现在，学习了一下，发现使用Tensorflow 可以用两种方法进行预测。

 

首先，我们来讲一下，如何将如何加载模型：

在TensorFlow中，加载模型的方法：

with tf.Session() as sess:
    saver = tf.train.Saver()
    saver.restore(sess, 'path_of_model')

接下来，我们看一下加载模型并预测的方法

一、手动重写网络模型，进行检测

顾名思义，就是在加载自己训练的模型之前，重新手写一遍自己用来训练的网络，将图像的特征提取处理，然后得到feature map后传入模型进行预测，然我们来看看代码吧：

data = tf.placeholder(tf.float32, [None, 28*28])
label = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10])
keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)
image = tf.reshape(data, [-1, 28, 28, 1])


# conv1
W_conv1 = Weights([5, 5, 1, 6])
B_conv1 = Bias([6])
conv1 = tf.nn.conv2d(image, W_conv1, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
relu_1 = tf.nn.relu(conv1+B_conv1)
pooling1 = tf.nn.max_pool(relu_1, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')

#conv2
W_conv2 = Weights([5, 5, 6, 16])
B_conv2 = Bias([16])
conv2 = tf.nn.conv2d(pooling1, W_conv2, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
relu_2 = tf.nn.relu(conv2+B_conv2)
pooling2 = tf.nn.max_pool(relu_2, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding="SAME")


flatten = tf.reshape(pooling2, [-1, 7*7*16])

#FCL1
W_FCL1 = Weights([7*7*16, 84])
B_FCL1 = Weights([84])
FCL1 = tf.matmul(flatten, W_FCL1) + B_FCL1

#FCL2
W_FCL2 = Weights([84, 10])
B_FCL2 = Weights([10])
FCL2 = tf.matmul(FCL1, W_FCL2) + B_FCL2

prediction = tf.nn.softmax(FCL2)


saver = tf.train.Saver()
with tf.Session() as sess:
    sess.run(tf.global_variables_initializer())
    saver.restore(sess, './model/mnist_cnn.ckpt')#加载模型
    print(sess.run(res, feed_dict={data: pic, keep_prob:1.0}))

这样就可以输出预测的值啦。虽然说，手动重写网络结构比较简单直接（毕竟可以直接复制训练代码），但是这样未免显得不太智能。事实上，TensorFlow在训练时，已经给我们，保存了所有变量和网络结构。我们先来看一下训练时保存的文件：

各文件功能：
1、meta文件保存的是图结构，也就是网络模型，meta文件是pb（protocol buffer）格式文件，包含变量、op、集合等。

2、ckpt文件是二进制文件，保存了所有的weights、biases、gradients等变量。在tensorflow 0.11之前，保存在.ckpt文件中。0.11后，通过两个文件保存,如：

mnist_cnn.ckpt.data-00000-of-00001
mnist_cnn.index

3、checkpoint文件
我们还可以看，checkpoint_dir目录下还有checkpoint文件，该文件是个文本文件，里面记录了保存的最新的checkpoint文件以及其它checkpoint文件列表。在inference时，可以通过修改这个文件，指定使用哪个model

好了，下面我们来说第二个方法

二、使用meta文件导入网络结构

直接看一下代码：

with tf.Session() as sess:
    #载入meta文件
    saver = tf.train.import_meta_graph('./model/mnist_cnn.ckpt.meta')
    #载入最近的一次保存的模型文件
    saver.restore(sess, tf.train.latest_checkpoint("./model/"))
    #建立图
    graph = tf.get_default_graph()
    #初始化所有的变量
    sess.run(tf.global_variables_initializer())
    #获取网络中的变量
    X = graph.get_tensor_by_name('data:0')
    keep_prob = graph.get_tensor_by_name('keep_prob:0')
    result = graph.get_tensor_by_name('prediction:0')
    #这上面的‘data’、‘keep_prob’、‘prediction’都是我们在训练时定义的变量名称
    print(sess.run(result, feed_dict={X: pic, keep_prob: 1.0}))

我们来讲一下最重要的两个函数：

#这里是获取变量名
tf.get_default_graph().get_tensor_by_name('tensor_name')
#这里是获取对应的operation
tf.get_default_graph().get_tensor_by_name('op_name')

其中，get_tensor_by_name('tensor_name')中的tensor_name的组成是：定义的变量名加上数字

也就是         data:num

num指的是第几个变量，这个是必须的。因为当只有变量名时，tensoflow会认为是operation

可以看一下去除后的报错信息：

ValueError: The name 'data' refers to an Operation, not a Tensor. Tensor names must be of the form "<op_name>:<output_index>".

翻译：值错误，‘data’是指向一个operation，而不是一个Tensor。Tensor名字必须有是<op_name>:<output_index>这种格式

那么，关键来了，众所周知，我们在使用tensorflow的时候是允许同时对两个变量使用同一个变量名的。

例如：

data = tf.placeholder(tf.float32, [None, 28*28], name='data')
label = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10], name='data')

所以，output_index就变得十分重要，他表示是同名变量的第几个。

还有就是，当我们没有自己定义变量名时，会默认定义为placeholder

data = tf.placeholder(tf.float32, [None, 28*28])
label = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10])

那么我们在使用时，就要用一下方式：

#获得data
tf.get_default_graph().get_tensor_by_name('placeholder:0')

#获得label
tf.get_default_graph().get_tensor_by_name('placeholder:1')

好了，以上就是我个人的一点点总结，希望对大家有帮助

完整代码可以到我的GitHub获取：https://github.com/Dylanin1999/DL_HW

代码实现了mnist集的训练和检测 

要是觉得有帮助的朋友，麻烦给个star呗