Как сохранить модель Scikit-Learn-Keras в файл сохранения (pickle / hd5/json/yaml)

у меня есть следующий код, используя Keras Scikit-Learn Wrapper:

from keras.models import Sequential
from sklearn import datasets
from keras.layers import Dense
from sklearn.model_selection import train_test_split
from keras.wrappers.scikit_learn import KerasClassifier
from sklearn.model_selection import StratifiedKFold
from sklearn.model_selection import cross_val_score
from sklearn import preprocessing
import pickle
import numpy as np
import json

def classifier(X, y):
    """
    Description of classifier
    """
    NOF_ROW, NOF_COL =  X.shape

    def create_model():
        # create model
        model = Sequential()
        model.add(Dense(12, input_dim=NOF_COL, init='uniform', activation='relu'))
        model.add(Dense(6, init='uniform', activation='relu'))
        model.add(Dense(1, init='uniform', activation='sigmoid'))
        # Compile model
        model.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])
        return model

    # evaluate using 10-fold cross validation
    seed = 7
    np.random.seed(seed)
    model = KerasClassifier(build_fn=create_model, nb_epoch=150, batch_size=10, verbose=0)
    return model


def main():
    """
    Description of main
    """

    iris = datasets.load_iris()
    X, y = iris.data, iris.target
    X = preprocessing.scale(X)

    X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.4, random_state=0)
    model_tt = classifier(X_train, y_train)
    model_tt.fit(X_train,y_train)

    #--------------------------------------------------
    # This fail
    #-------------------------------------------------- 
    filename = 'finalized_model.sav'
    pickle.dump(model_tt, open(filename, 'wb'))
    # load the model from disk
    loaded_model = pickle.load(open(filename, 'rb'))
    result = loaded_model.score(X_test, Y_test)
    print(result)

    #--------------------------------------------------
    # This also fail
    #--------------------------------------------------
    # from keras.models import load_model       
    # model_tt.save('test_model.h5')


    #--------------------------------------------------
    # This works OK 
    #-------------------------------------------------- 
    # print model_tt.score(X_test, y_test)
    # print model_tt.predict_proba(X_test)
    # print model_tt.predict(X_test)


# Output of predict_proba
# 2nd column is the probability that the prediction is 1
# this value is used as final score, which can be used
# with other method as comparison
# [   [ 0.25311464  0.74688536]
#     [ 0.84401423  0.15598579]
#     [ 0.96047372  0.03952631]
#     ...,
#     [ 0.25518912  0.74481088]
#     [ 0.91467732  0.08532269]
#     [ 0.25473493  0.74526507]]

# Output of predict
# [[1]
# [0]
# [0]
# ...,
# [1]
# [0]
# [1]]


if __name__ == '__main__':
    main()

как указано в коде там он терпит неудачу в этой строке:

pickle.dump(model_tt, open(filename, 'wb'))

С этой ошибкой:

pickle.PicklingError: Can't pickle <function create_model at 0x101c09320>: it's not found as __main__.create_model

как я могу обойти это?

3 ответов


изменить 1: оригинальный ответ о сохранении модели

С HDF5 :

# saving model
json_model = model_tt.model.to_json()
open('model_architecture.json', 'w').write(json_model)
# saving weights
model_tt.model.save_weights('model_weights.h5', overwrite=True)


# loading model
from keras.models import model_from_json

model = model_from_json(open('model_architecture.json').read())
model.load_weights('model_weights.h5')

# dont forget to compile your model
model.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer='adam')

Изменить 2: полный пример кода с Iris dataset

# Train model and make predictions
import numpy
import pandas
from keras.models import Sequential, model_from_json
from keras.layers import Dense
from keras.utils import np_utils
from sklearn import datasets
from sklearn import preprocessing
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder

# fix random seed for reproducibility
seed = 7
numpy.random.seed(seed)

# load dataset
iris = datasets.load_iris()
X, Y, labels = iris.data, iris.target, iris.target_names
X = preprocessing.scale(X)

# encode class values as integers
encoder = LabelEncoder()
encoder.fit(Y)
encoded_Y = encoder.transform(Y)

# convert integers to dummy variables (i.e. one hot encoded)
y = np_utils.to_categorical(encoded_Y)

def build_model():
    # create model
    model = Sequential()
    model.add(Dense(4, input_dim=4, init='normal', activation='relu'))
    model.add(Dense(3, init='normal', activation='sigmoid'))
    model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])
    return model

def save_model(model):
    # saving model
    json_model = model.to_json()
    open('model_architecture.json', 'w').write(json_model)
    # saving weights
    model.save_weights('model_weights.h5', overwrite=True)

def load_model():
    # loading model
    model = model_from_json(open('model_architecture.json').read())
    model.load_weights('model_weights.h5')
    model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam')
    return model


X_train, X_test, Y_train, Y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=seed)

# build
model = build_model()
model.fit(X_train, Y_train, nb_epoch=200, batch_size=5, verbose=0)

# save
save_model(model)

# load
model = load_model()

# predictions
predictions = model.predict_classes(X_test, verbose=0)
print(predictions)
# reverse encoding
for pred in predictions:
    print(labels[pred])

обратите внимание, что я использовал только Keras, а не обертку. Это только добавляет некоторую сложность в чем-то простом. Также код является volontary не учитывается, так что вы можете иметь всю картину.

кроме того, вы сказали, что хотите вывести 1 или 0. Это невозможно в этом dataset, потому что у вас есть 3 выходных Димов и классов (Iris-setosa, Iris-versicolor, Iris-virginica). Если у вас было только 2 класса, то ваш выход dim и классы были бы 0 или 1 с использованием сигмоидного выходного фона.


просто добавив к ответу gaarv - Если вам не требуется разделение между структурой модели (model.to_json()) и веса (model.save_weights()), вы можете использовать один из следующих:

  • используйте встроенный keras.models.save_model и ' keras.модели.load_model', которые хранят все вместе в файле hdf5.
  • используйте pickle для сериализации объекта модели (или любого класса, содержащего ссылки на него) в файл/сеть/что угодно..
    К сожалению, Keras не поддерживает pickle by по умолчанию. Вы можете использовать мое неоднородное решение, которое добавляет эту отсутствующую функцию. Рабочий код вот:http://zachmoshe.com/2017/04/03/pickling-keras-models.html

еще одна отличная альтернатива-использовать обратные вызовы когда вы fit ваша модель. В частности,ModelCheckpoint обратный вызов, вот так:

from keras.callbacks import ModelCheckpoint
#Create instance of ModelCheckpoint
chk = ModelCheckpoint("myModel.h5", monitor='val_loss', save_best_only=False)
#add that callback to the list of callbacks to pass
callbacks_list = [chk]
#create your model
model_tt = KerasClassifier(build_fn=create_model, nb_epoch=150, batch_size=10)
#fit your model with your data. Pass the callback(s) here
model_tt.fit(X_train,y_train, callbacks=callbacks_list)

это сэкономит ваше обучение каждая эпоха до . Это дает большие преимущества, так как вы можете остановить обучение, когда вы хотите (например, когда вы видите, что он начал приспосабливаться), и все еще сохранить предыдущую тренировку.

обратите внимание, что это экономит как структура и вес в одном и том же hdf5 файл (как показано Заком), поэтому вы можете загрузить модель с помощью keras.models.load_model.

если вы хотите сохранить только свои веса отдельно, вы можете использовать