怎么獲取Pytorch中間某一層權重或者特征

這篇文章主要介紹了怎么獲取Pytorch中間某一層權重或者特征，具有一定借鑒價值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

問題:訓練好的網絡模型想知道中間某一層的權重或者看看中間某一層的特征,如何處理呢?

1、獲取某一層權重,并保存到excel中;

以resnet18為例說明:

import torch
import pandas as pd
import numpy as np
import torchvision.models as models

resnet18 = models.resnet18(pretrained=True)

parm={}
for name,parameters in resnet18.named_parameters():
  print(name,':',parameters.size())
  parm[name]=parameters.detach().numpy()

上述代碼將每個模塊參數存入parm字典中,parameters.detach().numpy()將tensor類型變量轉換成numpy array形式,方便后續存儲到表格中.輸出為：

conv1.weight : torch.Size([64, 3, 7, 7])
bn1.weight : torch.Size([64])
bn1.bias : torch.Size([64])
layer1.0.conv1.weight : torch.Size([64, 64, 3, 3])
layer1.0.bn1.weight : torch.Size([64])
layer1.0.bn1.bias : torch.Size([64])
layer1.0.conv2.weight : torch.Size([64, 64, 3, 3])
layer1.0.bn2.weight : torch.Size([64])
layer1.0.bn2.bias : torch.Size([64])
layer1.1.conv1.weight : torch.Size([64, 64, 3, 3])
layer1.1.bn1.weight : torch.Size([64])
layer1.1.bn1.bias : torch.Size([64])
layer1.1.conv2.weight : torch.Size([64, 64, 3, 3])
layer1.1.bn2.weight : torch.Size([64])
layer1.1.bn2.bias : torch.Size([64])
layer2.0.conv1.weight : torch.Size([128, 64, 3, 3])
layer2.0.bn1.weight : torch.Size([128])
layer2.0.bn1.bias : torch.Size([128])
layer2.0.conv2.weight : torch.Size([128, 128, 3, 3])
layer2.0.bn2.weight : torch.Size([128])
layer2.0.bn2.bias : torch.Size([128])
layer2.0.downsample.0.weight : torch.Size([128, 64, 1, 1])
layer2.0.downsample.1.weight : torch.Size([128])
layer2.0.downsample.1.bias : torch.Size([128])
layer2.1.conv1.weight : torch.Size([128, 128, 3, 3])
layer2.1.bn1.weight : torch.Size([128])
layer2.1.bn1.bias : torch.Size([128])
layer2.1.conv2.weight : torch.Size([128, 128, 3, 3])
layer2.1.bn2.weight : torch.Size([128])
layer2.1.bn2.bias : torch.Size([128])
layer3.0.conv1.weight : torch.Size([256, 128, 3, 3])
layer3.0.bn1.weight : torch.Size([256])
layer3.0.bn1.bias : torch.Size([256])
layer3.0.conv2.weight : torch.Size([256, 256, 3, 3])
layer3.0.bn2.weight : torch.Size([256])
layer3.0.bn2.bias : torch.Size([256])
layer3.0.downsample.0.weight : torch.Size([256, 128, 1, 1])
layer3.0.downsample.1.weight : torch.Size([256])
layer3.0.downsample.1.bias : torch.Size([256])
layer3.1.conv1.weight : torch.Size([256, 256, 3, 3])
layer3.1.bn1.weight : torch.Size([256])
layer3.1.bn1.bias : torch.Size([256])
layer3.1.conv2.weight : torch.Size([256, 256, 3, 3])
layer3.1.bn2.weight : torch.Size([256])
layer3.1.bn2.bias : torch.Size([256])
layer4.0.conv1.weight : torch.Size([512, 256, 3, 3])
layer4.0.bn1.weight : torch.Size([512])
layer4.0.bn1.bias : torch.Size([512])
layer4.0.conv2.weight : torch.Size([512, 512, 3, 3])
layer4.0.bn2.weight : torch.Size([512])
layer4.0.bn2.bias : torch.Size([512])
layer4.0.downsample.0.weight : torch.Size([512, 256, 1, 1])
layer4.0.downsample.1.weight : torch.Size([512])
layer4.0.downsample.1.bias : torch.Size([512])
layer4.1.conv1.weight : torch.Size([512, 512, 3, 3])
layer4.1.bn1.weight : torch.Size([512])
layer4.1.bn1.bias : torch.Size([512])
layer4.1.conv2.weight : torch.Size([512, 512, 3, 3])
layer4.1.bn2.weight : torch.Size([512])
layer4.1.bn2.bias : torch.Size([512])
fc.weight : torch.Size([1000, 512])
fc.bias : torch.Size([1000])

parm['layer1.0.conv1.weight'][0,0,:,:]

輸出為:

array([[ 0.05759342, -0.09511436, -0.02027232],
[-0.07455588, -0.799308 , -0.21283598],
[ 0.06557069, -0.09653367, -0.01211061]], dtype=float32)

利用如下函數將某一層的所有參數保存到表格中,數據維持卷積核特征大小,如3*3的卷積保存后還是3x3的.

def parm_to_excel(excel_name,key_name,parm):
with pd.ExcelWriter(excel_name) as writer:
[output_num,input_num,filter_size,_]=parm[key_name].size()
for i in range(output_num):
for j in range(input_num):
data=pd.DataFrame(parm[key_name][i,j,:,:].detach().numpy())
#print(data)
data.to_excel(writer,index=False,header=True,startrow=i*(filter_size+1),startcol=j*filter_size)

由于權重矩陣中有很多的值非常小,取出固定大小的值,并將全部權重寫入excel

counter=1
with pd.ExcelWriter('test1.xlsx') as writer:
  for key in parm_resnet50.keys():
    data=parm_resnet50[key].reshape(-1,1)
    data=data[data>0.001]
    
    data=pd.DataFrame(data,columns=[key])
    data.to_excel(writer,index=False,startcol=counter)
    counter+=1

2、獲取中間某一層的特性

重寫一個函數,將需要輸出的層輸出即可.

def resnet_cifar(net,input_data):
  x = net.conv1(input_data)
  x = net.bn1(x)
  x = F.relu(x)
  x = net.layer1(x)
  x = net.layer2(x)
  x = net.layer3(x)
  x = net.layer4[0].conv1(x) #這樣就提取了layer4第一塊的第一個卷積層的輸出
  x=x.view(x.shape[0],-1)
  return x

model = models.resnet18()
x = resnet_cifar(model,input_data)

pytorch的優點

1.PyTorch是相當簡潔且高效快速的框架；2.設計追求最少的封裝；3.設計符合人類思維，它讓用戶盡可能地專注于實現自己的想法；4.與google的Tensorflow類似，FAIR的支持足以確保PyTorch獲得持續的開發更新；5.PyTorch作者親自維護的論壇 供用戶交流和求教問題6.入門簡單

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