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【Tensorflow】TensorBoard可视化网络结构和参数Tensorboard windows显示空白

2017-06-03 08:49 836 查看
安装可视化工具tensorboard时候,发现pip找不到文件。上网咨询,说tensorflow版本有关,之前是1.1.0版本,降级安装为1.0.0版本。安装方式为:

pip install tensorflow==1.0.0
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文章转载自:http://blog.csdn.net/helei001/article/details/51842531(何雷的博客)

在学习深度网络框架的过程中,我们发现一个问题,就是如何输出各层网络参数,用于更好地理解,调试和优化网络?针对这个问题,TensorFlow开发了一个特别有用的可视化工具包:TensorBoard,既可以显示网络结构,又可以显示训练和测试过程中各层参数的变化情况。本博文分为四个部分,第一部分介绍相关函数,第二部分是代码测试,第三部分是运行结果,第四部分介绍相关参考资料。

一. 相关函数
TensorBoard的输入是tensorflow保存summary data的日志文件。日志文件名的形式如:events.out.tfevents.1467809796.lei-All-Series 或 events.out.tfevents.1467809800.lei-All-Series。TensorBoard可读的summary
data有scalar,images,audio,histogram和graph。那么怎么把这些summary data保存在日志文件中呢?

数值如学习率,损失函数用scalar_summary函数。tf.scalar_summary(节点名称,获取的数据)

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accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))  

tf.scalar_summary('accuracy', accuracy)  

各层网络权重,偏置的分布,用histogram_summary函数

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preactivate = tf.matmul(input_tensor, weights) + biases  

tf.histogram_summary(layer_name + '/pre_activations', preactivate)  

其他几种summary data也是同样的方式获取,只是对应的获取函数名称换一下。这些获取summary data函数节点和graph是独立的,调用的时候也需要运行session。当需要获取的数据较多的时候,我们一个一个去保存获取到的数据,以及一个一个去运行会显得比较麻烦。tensorflow提供了一个简单的方法,就是合并所有的summary
data的获取函数,保存和运行只对一个对象进行操作。比如,写入默认路径中,比如/tmp/mnist_logs (by default)

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merged = tf.merge_all_summaries()  

train_writer = tf.train.SummaryWriter(FLAGS.summaries_dir + '/train', sess.graph)  

test_writer = tf.train.SummaryWriter(FLAGS.summaries_dir + '/test')  

SummaryWriter从tensorflow获取summary data,然后保存到指定路径的日志文件中。以上是在建立graph的过程中,接下来执行,每隔一定step,写入网络参数到默认路径中,形成最开始的文件:events.out.tfevents.1467809796.lei-All-Series 或 events.out.tfevents.1467809800.lei-All-Series。

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for i in range(FLAGS.max_steps):  

if i % 10 == 0:  # Record summaries and test-set accuracy  

summary, acc = sess.run([merged, accuracy], feed_dict=feed_dict(False))  

      test_writer.add_summary(summary, i)  

      print('Accuracy at step %s: %s' % (i, acc))  

    else: # Record train set summarieis, and train  

      summary, _ = sess.run([merged, train_step], feed_dict=feed_dict(True))  

      train_writer.add_summary(summary, i)  

二. 代码测试

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# Copyright 2015 Google Inc. All Rights Reserved.  

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#     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0  

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# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.  

# See the License for the specific language governing permissions and  

# limitations under the License.  

# ==============================================================================  

  

"""A simple MNIST classifier which displays summaries in TensorBoard. 

 

 This is an unimpressive MNIST model, but it is a good example of using 

tf.name_scope to make a graph legible in the TensorBoard graph explorer, and of 

naming summary tags so that they are grouped meaningfully in TensorBoard. 

 

It demonstrates the functionality of every TensorBoard dashboard. 

"""  

from __future__ import absolute_import  

from __future__ import division  

from __future__ import print_function  

  

import tensorflow as tf  

  

from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data  

  

  

flags = tf.app.flags  

FLAGS = flags.FLAGS  

flags.DEFINE_boolean('fake_data', False, 'If true, uses fake data '  

                     'for unit testing.')  

flags.DEFINE_integer('max_steps', 1000, 'Number of steps to run trainer.')  

flags.DEFINE_float('learning_rate', 0.001, 'Initial learning rate.')  

flags.DEFINE_float('dropout', 0.9, 'Keep probability for training dropout.')  

flags.DEFINE_string('data_dir', '/tmp/data', 'Directory for storing data')  

flags.DEFINE_string('summaries_dir', '/tmp/mnist_logs', 'Summaries directory')  

  

  

def train():  

  # Import data  

  mnist = input_data.read_data_sets(FLAGS.data_dir, one_hot=True,  

                                    fake_data=FLAGS.fake_data)  

  

  sess = tf.InteractiveSession()  

  

  # Create a multilayer model.  

  

  # Input placehoolders  

  with tf.name_scope('input'):  

    x = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784], name='x-input')  

    image_shaped_input = tf.reshape(x, [-1, 28, 28, 1])  

    tf.image_summary('input', image_shaped_input, 10)  

    y_ = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10], name='y-input')  

    keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)  

    tf.scalar_summary('dropout_keep_probability', keep_prob)  

  

  # We can't initialize these variables to 0 - the network will get stuck.  

  def weight_variable(shape):  

    """Create a weight variable with appropriate initialization."""  

    initial = tf.truncated_normal(shape, stddev=0.1)  

    return tf.Variable(initial)  

  

  def bias_variable(shape):  

    """Create a bias variable with appropriate initialization."""  

    initial = tf.constant(0.1, shape=shape)  

    return tf.Variable(initial)  

  

  def variable_summaries(var, name):  

    """Attach a lot of summaries to a Tensor."""  

    with tf.name_scope('summaries'):  

      mean = tf.reduce_mean(var)  

      tf.scalar_summary('mean/' + name, mean)  

      with tf.name_scope('stddev'):  

        stddev = tf.sqrt(tf.reduce_sum(tf.square(var - mean)))  

      tf.scalar_summary('sttdev/' + name, stddev)  

      tf.scalar_summary('max/' + name, tf.reduce_max(var))  

      tf.scalar_summary('min/' + name, tf.reduce_min(var))  

      tf.histogram_summary(name, var)  

  

  def nn_layer(input_tensor, input_dim, output_dim, layer_name, act=tf.nn.relu):  

    """Reusable code for making a simple neural net layer. 

 

    It does a matrix multiply, bias add, and then uses relu to nonlinearize. 

    It also sets up name scoping so that the resultant graph is easy to read, and 

    adds a number of summary ops. 

    """  

    # Adding a name scope ensures logical grouping of the layers in the graph.  

    with tf.name_scope(layer_name):  

      # This Variable will hold the state of the weights for the layer  

      with tf.name_scope('weights'):  

        weights = weight_variable([input_dim, output_dim])  

        variable_summaries(weights, layer_name + '/weights')  

      with tf.name_scope('biases'):  

        biases = bias_variable([output_dim])  

        variable_summaries(biases, layer_name + '/biases')  

      with tf.name_scope('Wx_plus_b'):  

        preactivate = tf.matmul(input_tensor, weights) + biases  

        tf.histogram_summary(layer_name + '/pre_activations', preactivate)  

      activations = act(preactivate, 'activation')  

      tf.histogram_summary(layer_name + '/activations', activations)  

      return activations  

  

  hidden1 = nn_layer(x, 784, 500, 'layer1')  

  dropped = tf.nn.dropout(hidden1, keep_prob)  

  y = nn_layer(dropped, 500, 10, 'layer2', act=tf.nn.softmax)  

  

  

  with tf.name_scope('cross_entropy'):  

    diff = y_ * tf.log(y)  

    with tf.name_scope('total'):  

      cross_entropy = -tf.reduce_mean(diff)  

    tf.scalar_summary('cross entropy', cross_entropy)  

  

  with tf.name_scope('train'):  

    train_step = tf.train.AdamOptimizer(  

        FLAGS.learning_rate).minimize(cross_entropy)  

  

  with tf.name_scope('accuracy'):  

    with tf.name_scope('correct_prediction'):  

      correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y, 1), tf.argmax(y_, 1))  

    with tf.name_scope('accuracy'):  

      accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))  

    tf.scalar_summary('accuracy', accuracy)  

  

  # Merge all the summaries and write them out to /tmp/mnist_logs (by default)  

  merged = tf.merge_all_summaries()  

  train_writer = tf.train.SummaryWriter(FLAGS.summaries_dir + '/train', sess.graph)  

  test_writer = tf.train.SummaryWriter(FLAGS.summaries_dir + '/test')  

  tf.initialize_all_variables().run()  

  

  # Train the model, and also write summaries.  

  # Every 10th step, measure test-set accuracy, and write test summaries  

  # All other steps, run train_step on training data, & add training summaries  

  

  def feed_dict(train):  

    """Make a TensorFlow feed_dict: maps data onto Tensor placeholders."""  

    if train or FLAGS.fake_data:  

      xs, ys = mnist.train.next_batch(100, fake_data=FLAGS.fake_data)  

      k = FLAGS.dropout  

    else:  

      xs, ys = mnist.test.images, mnist.test.labels  

      k = 1.0  

    return {x: xs, y_: ys, keep_prob: k}  

  

  for i in range(FLAGS.max_steps):  

    if i % 10 == 0:  # Record summaries and test-set accuracy  

      summary, acc = sess.run([merged, accuracy], feed_dict=feed_dict(False))  

      test_writer.add_summary(summary, i)  

      print('Accuracy at step %s: %s' % (i, acc))  

    else: # Record train set summarieis, and train  

      summary, _ = sess.run([merged, train_step], feed_dict=feed_dict(True))  

      train_writer.add_summary(summary, i)  

  

def main(_):  

  if tf.gfile.Exists(FLAGS.summaries_dir):  

    tf.gfile.DeleteRecursively(FLAGS.summaries_dir)  

  tf.gfile.MakeDirs(FLAGS.summaries_dir)  

  train()  

  

if __name__ == '__main__':  

  tf.app.run()  

三. 运行结果
代码运行



生成文件



调用TensorBoard可视化运行结果

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tensorboard --logdir=/tmp/mnist_logs/train/  



打开链接 http://0.0.0.0:6006



EVENTS是训练参数统计显示,可以看到整个训练过程中,各个参数的变换情况



IMAGES输入和输出标签,省略

GRAPH网络结构显示



双击进去,可以显示更多的细节,包括右边的列表显示

HISTOGRAM训练过程参数分布情况显示



四. 参考资料
如果你想了解更多信息,可以参考一下资料:
https://www.tensorflow.org/versions/r0.9/how_tos/summaries_and_tensorboard/index.html

https://github.com/tensorflow/tensorflow/blob/r0.9/tensorflow/tensorboard/README.md

https://github.com/tensorflow/tensorflow/blob/r0.9/tensorflow/examples/tutorials/mnist/mnist_with_summaries.py

https://www.tensorflow.org/versions/r0.9/how_tos/graph_viz/index.html
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