Tensorboard

在深度学习训练过程中，使用Tensorboard来绘制中间网络的各种状态进行可视化。

0. 安装tensorboard

在Anaconda环境中安装tensorboard的方法

conda install tensorboard
conda install future

0. 基本使用方法

tensorboard的使用方法可以简单的归结额外使用为三行代码

0.1 导入包

from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter

0.2 实例化

writer = SummaryWriter(log_dir = path, flush_secs = 120)

这里path为需要可视化的参数存储的路径，flush_secs参数为数据写入本地的时间间隔，默认为120s。

0.3 调用实例对数据可视化

随后调用writer实例化实现数据可视化，在后面详细介绍

1. 查看可视化内容

在编译器中打开tensorboard插件或执行以下代码

tensorboard --logdir=runs

其中runs为对应tensorboard文件存放的文件夹，将给出的网址在浏览器中打开即可。 这里建议使用浏览器打开，因为插件有时不会终止进程，每次打开都需要解决端口占用问题。

2. 端口被占用问题解决方法

在查看可视化内容时遇到端口被占用的问题，可以通过以下两种方法解决。

2.1 终端关闭该端口

输入 lsof -i:6006，随后 kill -9 xxxx ，其中xxxx为PID对应的端口号。

2.2 更改tensorboard输出端口

在指令上指定一个新的输出端口tensorboard --logdir=path/train... --port==xxxx，此时xxxx为与被占用端口不同的端口

3. 远程连接（此处由于还未尝试，留待后续更新）

在远程主机上运行代码，本地查看可视化运行结果的实现方法

使用SSH远程连接的方式实现

4. tensorboard 使用

4.1 add_scalar可视化标量参数

训练过程中的标量参数如损失、准确率等可通过该方法实现参数的可视化

writer.add_scalar(tag = 'Loss/train', scalar_value = , global_step = )

tag为图像的标签，其中Loss为类别标签，train为图片标签，如果需要将不同图片放在同一类别标签下，需要保持其标签的前缀相同，同时需要勾选左上角的show data download links选项。 该方式绘图的原理类似于（x, y）绘图，其中scalar_value参数与y相对应，global_step与x相对应。

4.2 add_scalars标量参数比较

需要在同一张图上绘制多个标量的变化进行比较时，可以使用add_scalars来实现，相比于add-scalar，其变化在于将需要比较的参数与字典的形式进行传入：

writer.add_scalar(main_tag = 'Loss/train', tag_scalar_dict = {"key0": value0,
																															"key1": value1}, global_step = )

其中，字典的key表示该标量在图中的对应的名字，value为传入的标量

4.3 add_graph可视化模型

将模型结构可视化，函数的参数如下所示

writer.add_graph(model, input_to_model = torch.rand([x, x, x, x], dtype = torch.float32))

其中，model为要可视化的模型，input_to_model为模型的输入数据，这里可以使用伪数据，即只要保证输入数据的维度与模型需要的输入维度相同就可。若模型需要多个输入，则可使用(input1, input2, ...)的形式输入。

4.4 add_image可视化图像结果

对于图像处理与生成，中间单张图像结果的可视化可以使用add_image实现：

writer.add_graph(tag = 'img', img_tensor = img, dataformats='CHW')

其中。tag为标签，img_tensor为要可视化的图像或特征，dataformats为图像数据的格式，默认为'CHW'，可以设置为'HWC'或将图片transpose为'CHW'格式。同时，可以使通过将图片在H或W维度拼接，来一次实现多张图片的可视化。

4.5 add_image可视化多张图像结果

对于N$\times$C$\times$H$\times$W形式的多张图片，除默认的图像格式为'NCHW'外，其可视化与单张图片可视化相同。

writer.add_graph(tag = 'img', img_tensor = img, dataformats='NCHW')

同样的，也可以将dataformats更改为'NHWC'。