Pytorch踩坑记录——model.eval()

    最近在写代码时遇到一个问题，原本训练好的模型，加载进来进行inference准确率直接掉了5个点，尼玛，这简直不能忍啊～本菜鸡下意识地感知到我肯定又在哪里写了bug了～～～于是开始到处排查，从model load到data load，最终在一个被我封装好的module的犄角旮旯里找到了问题，于是顺便就在这里总结一下，避免以后再犯。 

    对于训练好的模型加载进来准确率和原先的不符，比较常见的有两方面的原因：1）data；  2）model.state_dict() 。

 

1） data

数据方面，检查前后两次加载的data有没有发生变化。首先检查 transforms.Normalize 使用的均值和方差是否和训练时相同；另外检查在这个过程中数据是否经过了存储形式的改变，这有可能会带来数据精度的变化导致一定的信息丢失。比如我过用的其中一个数据集，原先将图片存储成向量形式，但其对应的是“png”格式的数据（后来在原始文件中发现了相应的描述。），而我进行了一次data-to-img操作，将向量转换成了“jpg”形式，这时加载进来便造成了掉点。

 

2）model.state_dict()

第一方面造成的掉点一般不会太严重，第二方面造成的掉点就比较严重了，一旦模型的参数加载错了，那就误差大了。

如果是参数没有正确加载进来则比较容易发现，这时准确率非常低，几乎等于瞎猜。

而我这次遇到的情况是，准确率并不是特别低，只掉了几个点，检查了多次，均显示模型参数已经成功加载了。后来仔细查看后发现在其中一次调用模型进行inference时，忘了写 ‘model.eval()’，造成了模型的参数发生变化，再次调用则出现了掉点。于是又回顾了一下model.eval()和model.train()的具体作用。如下：

model.train() 和 model.eval() 一般在模型训练和评价的时候会加上这两句，主要是针对由于model 在训练时和评价时 Batch Normalization 和 Dropout 方法模式不同：

a) model.eval()，不启用 BatchNormalization 和 Dropout。此时pytorch会自动把BN和DropOut固定住，不会取平均，而是用训练好的值。不然的话，一旦test的batch_size过小，很容易就会被BN层导致生成图片颜色失真极大；

b) model.train() ：启用 BatchNormalization 和 Dropout。 在模型测试阶段使用model.train() 让model变成训练模式，此时 dropout和batch normalization的操作在训练q起到防止网络过拟合的问题。

因此，在使用PyTorch进行训练和测试时一定要记得把实例化的model指定train/eval。

 

model.eval()   vs   torch.no_grad()

虽然二者都是eval的时候使用，但其作用并不相同:

• model.eval() 负责改变batchnorm、dropout的工作方式，如在eval()模式下，dropout是不工作的。 见下方代码：

    import torch
    import torch.nn as nn
  
    drop = nn.Dropout()
    x = torch.ones(10)
    
    # Train mode   
    drop.train()
    print(drop(x)) # tensor([2., 2., 0., 2., 2., 2., 2., 0., 0., 2.])   
    
    # Eval mode   
    drop.eval()
    print(drop(x)) # tensor([1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.])

• torch.no_grad() 负责关掉梯度计算，节省eval的时间。

只进行inference时，model.eval()是必须使用的，否则会影响结果准确性。 而torch.no_grad()并不是强制的，只影响运行效率。

 

 

Reference:

[1] https://pytorch-cn.readthedocs.io/zh/latest/package_references/torch-nn/#eval

[2] https://zhuanlan.zhihu.com/p/54986509

[3] http://zlh.life/2019/09/25/Pytorch%E9%82%A3%E4%BA%9B%E5%9D%91/