TF01-02:使用Tensorboard可视化图

本主题的内容

  1. 使用Tensorboard
  2. 理解图
  3. 掌握graph与scalar可视化

一、图可视化

1.产生图数据

  • 图在代码中描述好后,在执行会话环境中会自动存储,可以世界使用Session的属性graph获取,Session只有个属性:graph与graph_ref,sess_str,Session的属性代码:
      class SessionInterface(object):
        """Base class for implementations of TensorFlow client sessions."""
    
        @property
        def graph(self):
          """The underlying TensorFlow graph, to be used in building Operations."""
          raise NotImplementedError('graph')
      
        @property
        def sess_str(self):
          """The TensorFlow process to which this session will connect."""
          raise NotImplementedError('sess_str')
    
  • 可视化数据保存由tf.summary.FileWriter类实现,其构造器声明如下:
    __init__(
        logdir,        #存放数据的目录
        graph=None,    #需要存储的图对象数据
        max_queue=10,
        flush_secs=120,
        graph_def=None,
        filename_suffix=None,
        session=None
    )
    
  • 图数据获取实现代码如下
      #coding=utf-8
      import numpy as np
      import tensorflow as tf
    
      #1.描述图
      m1=np.random.uniform(0,1,(4,3))
      m2=np.random.uniform(0,1,(3,2))
      r=tf.matmul(m1,m2)
    
      #2.图执行
      session=tf.Session()
    
      #创建一个图数据IO写入器
      writer=tf.summary.FileWriter("./graph",graph=session.graph)
      
      init_op= tf.global_variables_initializer()
      session.run(init_op)
      re=session.run(r)
      print(re)
    
      #关闭图写入器
      writer.close()
    
  • 产生的图数据结果
    Graph保存后的文件

2.启动可视化

  • 使用Tensorboard工具创建一个web应用服务,然后使用浏览器就可以得到可视化的图结构。

    • Tensorboard在Tensorflow安装的时候会一起安装。
    • Tensorboard使一个命令行工具,使用格式如下:

      > tensorboard --logdir=Graph数据存放目录

  • 可视化启动例子:

    启动图可视化web应用服务
  • 使用浏览器访问

    注意:端口是6006,URL是:http://127.0.0.1:6006/


    使用浏览器访问图可视化服务
  • 可视化图元素说明

    可视化元素说明
  • 可视化数据
    Tensorboard的数据类型有很多

    可视化数据类型

    常用的有:scalars,distributions,histograms

  • 可视化刷新设置

    设置刷新频率与分页限制

二、数据标量可视化

1. 确定标量数据

  #1.scalar数据
  rd1=tf.Variable(tf.random_uniform([],-1.0,1.0))
  tf.summary.scalar("rd1",rd1)
  rd2=tf.Variable(tf.random_uniform([],-1.0,1.0))
  tf.summary.scalar("rd2",rd2)

  【注意】其中使用随机函数产生随机数,其中只能使用标量,所以tf.random\_uniform函数的第一个shape参数设置为[],表示标量。如果使用向量,运行参数肯定不匹配。

2. 合并标量数据

  #2.数据合并
  me=tf.summary.merge_all()

3. 计算标量数据

  #3.计算合并数据
  data= session.run(me)

4. 存储标量数据

  #
  #4.合并数据用IO写入文件
  writer.add_summary(data,i)

5. 完整代码

  #coding=utf-8
  import numpy as np
  import tensorflow as tf

  #1.scalar数据
  rd1=tf.Variable(tf.random_uniform([],-1.0,1.0))
  tf.summary.scalar("rd1",rd1)
  rd2=tf.Variable(tf.random_uniform([],-1.0,1.0))
  tf.summary.scalar("rd2",rd2)

  #2.数据合并
  me=tf.summary.merge_all()

  #2.图执行
  session=tf.Session()
  #创建一个图数据IO写入器
  writer=tf.summary.FileWriter("./scalar",graph=session.graph)
  init_op= tf.global_variables_initializer()
  session.run(init_op)

  #写100个随机变量
  for i in range(100):
      #3.计算合并数据
      data= session.run(me)
      #4.合并数据用IO写入文件
      writer.add_summary(data,i)

  #关闭图写入器
  writer.close()

6. 可视化效果

  • 使用tensorboard工具,启动web app服务后,可以看到如下可视化效果。
    标量数据可视化结果

更多复杂的情况,可以参考后面神经网络中更为复杂的实现。

【资源】

代码列表:

  1. t02_graph.py
  2. t02_scalar.py
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