Keras 모델

Colab에서 실행해 보기

W&B를 사용해 머신러닝 실험을 추적하고, 데이터셋 버전을 관리하며, 프로젝트에서 협업하세요.

이 Colab 노트북에서는 WandbModelCheckpoint 콜백을 소개합니다. 이 콜백을 사용해 모델 체크포인트를 W&B 아티팩트로 로깅하세요.

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설정 및 설치

먼저 최신 버전의 W&B를 설치하겠습니다. 그런 다음 이 Colab 인스턴스를 W&B를 사용할 수 있도록 인증하겠습니다.

!pip install -qq -U wandb

import os
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers
from tensorflow.keras import models
import tensorflow_datasets as tfds

# W&B 관련 임포트
import wandb
from wandb.integration.keras import WandbMetricsLogger
from wandb.integration.keras import WandbModelCheckpoint

W&B를 처음 사용하거나 로그인되어 있지 않은 경우, wandb.login()을 실행한 후 표시되는 링크를 클릭하면 회원가입/로그인 페이지로 이동합니다. 무료 계정은 몇 번의 클릭만으로 쉽게 만들 수 있습니다.

wandb.login()

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하이퍼파라미터

재현 가능한 머신러닝을 위해 적절한 설정(config) 시스템을 사용하는 것은 권장되는 모범 사례입니다. W&B를 사용하면 각 실험의 하이퍼파라미터를 추적할 수 있습니다. 이 Colab 노트북에서는 간단한 Python dict를 설정(config) 시스템으로 사용합니다.

configs = dict(
    num_classes = 10,
    shuffle_buffer = 1024,
    batch_size = 64,
    image_size = 28,
    image_channels = 1,
    earlystopping_patience = 3,
    learning_rate = 1e-3,
    epochs = 10
)

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Dataset

이 Colab 노트북에서는 TensorFlow Datasets 카탈로그에 포함된 Fashion-MNIST 데이터셋을 사용합니다. TensorFlow/Keras를 이용해 간단한 이미지 분류 파이프라인을 구축하는 것을 목표로 합니다.

train_ds, valid_ds = tfds.load('fashion_mnist', split=['train', 'test'])

AUTOTUNE = tf.data.AUTOTUNE


def parse_data(example):
    # 이미지 가져오기
    image = example["image"]
    # image = tf.image.convert_image_dtype(image, dtype=tf.float32)

    # 레이블 가져오기
    label = example["label"]
    label = tf.one_hot(label, depth=configs["num_classes"])

    return image, label


def get_dataloader(ds, configs, dataloader_type="train"):
    dataloader = ds.map(parse_data, num_parallel_calls=AUTOTUNE)

    if dataloader_type=="train":
        dataloader = dataloader.shuffle(configs["shuffle_buffer"])
      
    dataloader = (
        dataloader
        .batch(configs["batch_size"])
        .prefetch(AUTOTUNE)
    )

    return dataloader

trainloader = get_dataloader(train_ds, configs)
validloader = get_dataloader(valid_ds, configs, dataloader_type="valid")

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모델

def get_model(configs):
    backbone = tf.keras.applications.mobilenet_v2.MobileNetV2(weights='imagenet', include_top=False)
    backbone.trainable = False

    inputs = layers.Input(shape=(configs["image_size"], configs["image_size"], configs["image_channels"]))
    resize = layers.Resizing(32, 32)(inputs)
    neck = layers.Conv2D(3, (3,3), padding="same")(resize)
    preprocess_input = tf.keras.applications.mobilenet.preprocess_input(neck)
    x = backbone(preprocess_input)
    x = layers.GlobalAveragePooling2D()(x)
    outputs = layers.Dense(configs["num_classes"], activation="softmax")(x)

    return models.Model(inputs=inputs, outputs=outputs)

tf.keras.backend.clear_session()
model = get_model(configs)
model.summary()

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모델 컴파일

model.compile(
    optimizer = "adam",
    loss = "categorical_crossentropy",
    metrics = ["accuracy", tf.keras.metrics.TopKCategoricalAccuracy(k=5, name='top@5_accuracy')]
)

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학습

# W&B 실행 초기화
run = wandb.init(
    project = "intro-keras",
    config = configs
)

# 모델 학습
model.fit(
    trainloader,
    epochs = configs["epochs"],
    validation_data = validloader,
    callbacks = [
        WandbMetricsLogger(log_freq=10),
        WandbModelCheckpoint(filepath="models/model.keras") # 여기서 WandbModelCheckpoint 사용에 주목하세요
    ]
)

# W&B 실행 종료
run.finish()