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​PyTorch 2.12 保存和加载模型

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在本节中,我们将学习如何通过保存、加载和运行模型预测来持久化模型状态。

import torch
import torchvision.models as models

保存和加载模型权重

PyTorch 模型将学习到的参数存储在一个名为state_dict的内部状态字典中。这些参数可以通过torch.save方法进行持久化:

model = models.vgg16(weights='IMAGENET1K_V1')
torch.save(model.state_dict(), 'model_weights.pth')
Downloading: "https://download.pytorch.org/models/vgg16-397923af.pth" to /var/lib/ci-user/.cache/torch/hub/checkpoints/vgg16-397923af.pth

  0%|          | 0.00/528M [00:00<?, ?B/s]
  7%|▋         | 38.0M/528M [00:00<00:01, 398MB/s]
 15%|█▌        | 80.1M/528M [00:00<00:01, 422MB/s]
 23%|██▎       | 120M/528M [00:00<00:01, 414MB/s]
 31%|███       | 164M/528M [00:00<00:00, 429MB/s]
 39%|███▊      | 204M/528M [00:00<00:00, 405MB/s]
 46%|████▌     | 243M/528M [00:00<00:00, 376MB/s]
 53%|█████▎    | 280M/528M [00:00<00:00, 349MB/s]
 60%|█████▉    | 314M/528M [00:00<00:00, 353MB/s]
 68%|██████▊   | 358M/528M [00:00<00:00, 384MB/s]
 76%|███████▌  | 402M/528M [00:01<00:00, 407MB/s]
 85%|████████▍ | 446M/528M [00:01<00:00, 423MB/s]
 93%|█████████▎| 491M/528M [00:01<00:00, 435MB/s]
100%|██████████| 528M/528M [00:01<00:00, 408MB/s]

要加载模型权重,首先需要创建同一个模型的实例,然后使用load_state_dict()方法加载参数。

在下面的代码中,我们设置weights_only=True以将反序列化期间执行的函数限制为仅加载权重所需的函数。使用weights_only=True是加载权重时的最佳实践。

model = models.vgg16() # we do not specify ``weights``, i.e. create untrained model
model.load_state_dict(torch.load('model_weights.pth', weights_only=True))
model.eval()
VGG(
  (features): Sequential(
    (0): Conv2d(3, 64, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (1): ReLU(inplace=True)
    (2): Conv2d(64, 64, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (3): ReLU(inplace=True)
    (4): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)
    (5): Conv2d(64, 128, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (6): ReLU(inplace=True)
    (7): Conv2d(128, 128, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (8): ReLU(inplace=True)
    (9): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)
    (10): Conv2d(128, 256, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (11): ReLU(inplace=True)
    (12): Conv2d(256, 256, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (13): ReLU(inplace=True)
    (14): Conv2d(256, 256, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (15): ReLU(inplace=True)
    (16): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)
    (17): Conv2d(256, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (18): ReLU(inplace=True)
    (19): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (20): ReLU(inplace=True)
    (21): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (22): ReLU(inplace=True)
    (23): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)
    (24): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (25): ReLU(inplace=True)
    (26): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (27): ReLU(inplace=True)
    (28): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))
    (29): ReLU(inplace=True)
    (30): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)
  )
  (avgpool): AdaptiveAvgPool2d(output_size=(7, 7))
  (classifier): Sequential(
    (0): Linear(in_features=25088, out_features=4096, bias=True)
    (1): ReLU(inplace=True)
    (2): Dropout(p=0.5, inplace=False)
    (3): Linear(in_features=4096, out_features=4096, bias=True)
    (4): ReLU(inplace=True)
    (5): Dropout(p=0.5, inplace=False)
    (6): Linear(in_features=4096, out_features=1000, bias=True)
  )
)

注意:在进行推理前,请务必调用model.eval()方法,将 dropout 和批量归一化层设置为评估模式。如果不这样做,将会产生不一致的推理结果。

保存和加载带结构的模型

加载模型权重时,我们需要先实例化模型类,因为该类定义了网络的结构。我们可能希望将这个类的结构与模型一起保存,在这种情况下,我们可以将model(而不是model.state_dict())传递给保存函数:

torch.save(model, 'model.pth')

然后我们可以按照下面的演示加载模型。

保存state_dict被认为是最佳实践。但是,下面我们使用weights_only=False,因为这涉及到加载模型,这是torch.save的旧版用例。

model = torch.load('model.pth', weights_only=False)

注意:这种方法在序列化模型时使用 Python pickle 模块,因此在加载模型时,需要确保实际的类定义可用。

标签: PyTorch 2.12

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