keras - 具有共享层的模型集成

Question

在 keras 中，我想训练一组共享某些层的模型。它们具有以下形式：

x ---> f(x) ---> g_1(f(x))

x ---> f(x) ---> g_2(f(x))

...

x ---> f(x) ---> g_n(f(x))

这里 f(x) 是一些重要的共享层。g_1 到 g_n 有其特定的参数。

在每个训练阶段，数据 x 被馈送到 n 个网络之一，例如第 i 个网络。然后通过基于梯度的优化器最小化/减少 g_i(f(x)) 上的损失。我如何定义和训练这样的模型？

提前致谢！

Answer 1

您可以通过使用功能模型轻松做到这一点。

一个小例子..你可以建立在它之上：

import numpy as np
from keras.models import Model
from keras.layers import Dense, Input

X = np.empty(shape=(1000,100))
Y1 = np.empty(shape=(1000))
Y2 = np.empty(shape=(1000,2))
Y3 = np.empty(shape=(1000,3))

inp = Input(shape=(100,))
dense_f1 = Dense(50)
dense_f2 = Dense(20)

f = dense_f2(dense_f1(inp))

dense_g1 = Dense(1)
g1 = dense_g1(f)

dense_g2 = Dense(2)
g2 = dense_g2(f)

dense_g3 = Dense(3)
g3 = dense_g3(f)


model = Model([inp], [g1, g2, g3])
model.compile(loss=['mse', 'binary_crossentropy', 'categorical_crossentropy'], optimizer='rmsprop')

model.summary()

model.fit([X], [Y1, Y2, Y3], nb_epoch=10)

编辑：

根据您的评论，您始终可以根据自己的训练需要制作不同的模型并自己编写训练循环。您可以在model.summary()所有模型中看到共享初始层。这是示例的扩展

model1 = Model(inp, g1)
model1.compile(loss=['mse'], optimizer='rmsprop')
model2 = Model(inp, g2)
model2.compile(loss=['binary_crossentropy'], optimizer='rmsprop')
model3 = Model(inp, g3)
model3.compile(loss=['categorical_crossentropy'], optimizer='rmsprop')
model1.summary()
model2.summary()
model3.summary()

batch_size = 10
nb_epoch=10
n_batches = X.shape[0]/batch_size


for iepoch in range(nb_epoch):
    for ibatch in range(n_batches):
        x_batch = X[ibatch*batch_size:(ibatch+1)*batch_size]
        if ibatch%3==0:
            y_batch = Y1[ibatch*batch_size:(ibatch+1)*batch_size]
            model1.train_on_batch(x_batch, y_batch)      
        elif ibatch%3==1:
            y_batch = Y2[ibatch*batch_size:(ibatch+1)*batch_size]
            model2.train_on_batch(x_batch, y_batch)      
        else:
            y_batch = Y3[ibatch*batch_size:(ibatch+1)*batch_size]
            model3.train_on_batch(x_batch, y_batch)