Pytorch model.train和model.eval的區(qū)別及怎么使用

今天小編給大家分享一下Pytorch model.train和model.eval的區(qū)別及怎么使用的相關(guān)知識點(diǎn)，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

在訓(xùn)練模型時(shí)會在前面加上：

model.train()

在測試模型時(shí)在前面使用：

model.eval()

同時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果不寫這兩個(gè)程序也可以運(yùn)行，這是因?yàn)檫@兩個(gè)方法是針對在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和測試時(shí)采用不同方式的情況，比如Batch Normalization 和 Dropout。

訓(xùn)練時(shí)是正對每個(gè)min-batch的，但是在測試中往往是針對單張圖片，即不存在min-batch的概念。

由于網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完畢后參數(shù)都是固定的，因此每個(gè)批次的均值和方差都是不變的，因此直接結(jié)算所有batch的均值和方差。

所有Batch Normalization的訓(xùn)練和測試時(shí)的操作不同

在訓(xùn)練中，每個(gè)隱層的神經(jīng)元先乘概率P，然后在進(jìn)行激活，在測試中，所有的神經(jīng)元先進(jìn)行激活，然后每個(gè)隱層神經(jīng)元的輸出乘P。

補(bǔ)充：Pytorch踩坑記錄——model.eval()

最近在寫代碼時(shí)遇到一個(gè)問題，原本訓(xùn)練好的模型，加載進(jìn)來進(jìn)行inference準(zhǔn)確率直接掉了5個(gè)點(diǎn)，尼瑪，這簡直不能忍啊～本菜雞下意識地感知到我肯定又在哪里寫了bug了～～～于是開始到處排查，從model load到data load，最終在一個(gè)被我封裝好的module的犄角旮旯里找到了問題，于是順便就在這里總結(jié)一下，避免以后再犯。

對于訓(xùn)練好的模型加載進(jìn)來準(zhǔn)確率和原先的不符，比較常見的有兩方面的原因：

1）data

2）model.state_dict()

1） data

數(shù)據(jù)方面，檢查前后兩次加載的data有沒有發(fā)生變化。首先檢查 transforms.Normalize 使用的均值和方差是否和訓(xùn)練時(shí)相同；另外檢查在這個(gè)過程中數(shù)據(jù)是否經(jīng)過了存儲形式的改變，這有可能會帶來數(shù)據(jù)精度的變化導(dǎo)致一定的信息丟失。

比如我過用的其中一個(gè)數(shù)據(jù)集，原先將圖片存儲成向量形式，但其對應(yīng)的是“png”格式的數(shù)據(jù)（后來在原始文件中發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的描述。），而我進(jìn)行了一次data-to-img操作，將向量轉(zhuǎn)換成了“jpg”形式，這時(shí)加載進(jìn)來便造成了掉點(diǎn)。

2）model.state_dict()

第一方面造成的掉點(diǎn)一般不會太嚴(yán)重，第二方面造成的掉點(diǎn)就比較嚴(yán)重了，一旦模型的參數(shù)加載錯(cuò)了，那就誤差大了。

如果是參數(shù)沒有正確加載進(jìn)來則比較容易發(fā)現(xiàn)，這時(shí)準(zhǔn)確率非常低，幾乎等于瞎猜。

而我這次遇到的情況是，準(zhǔn)確率并不是特別低，只掉了幾個(gè)點(diǎn)，檢查了多次，均顯示模型參數(shù)已經(jīng)成功加載了。后來仔細(xì)查看后發(fā)現(xiàn)在其中一次調(diào)用模型進(jìn)行inference時(shí)，忘了寫 ‘model.eval()'，造成了模型的參數(shù)發(fā)生變化，再次調(diào)用則出現(xiàn)了掉點(diǎn)。

于是又回顧了一下model.eval()和model.train()的具體作用。如下：

model.train() 和 model.eval() 一般在模型訓(xùn)練和評價(jià)的時(shí)候會加上這兩句，主要是針對由于model 在訓(xùn)練時(shí)和評價(jià)時(shí) Batch

Normalization 和 Dropout 方法模式不同：

a) model.eval()，不啟用 BatchNormalization 和 Dropout。此時(shí)pytorch會自動(dòng)把BN和DropOut固定住，不會取平均，而是用訓(xùn)練好的值。不然的話，一旦test的batch_size過小，很容易就會因BN層導(dǎo)致模型performance損失較大；

b) model.train() ：啟用 BatchNormalization 和 Dropout。 在模型測試階段使用model.train() 讓model變成訓(xùn)練模式，此時(shí) dropout和batch normalization的操作在訓(xùn)練q起到防止網(wǎng)絡(luò)過擬合的問題。

因此，在使用PyTorch進(jìn)行訓(xùn)練和測試時(shí)一定要記得把實(shí)例化的model指定train/eval。

model.eval()   vs   torch.no_grad()

雖然二者都是eval的時(shí)候使用，但其作用并不相同:

model.eval() 負(fù)責(zé)改變batchnorm、dropout的工作方式，如在eval()模式下，dropout是不工作的。 見下方代碼：

  import torch
  import torch.nn as nn
 
  drop = nn.Dropout()
  x = torch.ones(10)
  
  # Train mode   
  drop.train()
  print(drop(x)) # tensor([2., 2., 0., 2., 2., 2., 2., 0., 0., 2.])   
  
  # Eval mode   
  drop.eval()
  print(drop(x)) # tensor([1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.])

torch.no_grad() 負(fù)責(zé)關(guān)掉梯度計(jì)算，節(jié)省eval的時(shí)間。

只進(jìn)行inference時(shí)，model.eval()是必須使用的，否則會影響結(jié)果準(zhǔn)確性。 而torch.no_grad()并不是強(qiáng)制的，只影響運(yùn)行效率。

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