keras_0_快速开始部分

1. "sample", "batch", "epoch" 分别是什么？

为了正确地使用 Keras，以下是必须了解和理解的一些常见定义：

• Sample: 样本，数据集中的一个元素，一条数据。
• 例1: 在卷积神经网络中，一张图像是一个样本。
• 例2: 在语音识别模型中，一段音频是一个样本。
• Batch: 批，含有 N 个样本的集合。每一个 batch 的样本都是独立并行处理的。在训练时，一个 batch 的结果只会用来更新一次模型。 一个 batch 的样本通常比单个输入更接近于总体输入数据的分布，batch 越大就越近似。然而，每个 batch 将花费更长的时间来处理，并且仍然只更新模型一次。在推理（评估/预测）时，建议条件允许的情况下选择一个尽可能大的 batch，（因为较大的 batch 通常评估/预测的速度会更快）。
• Epoch: 轮次，通常被定义为 「在整个数据集上的一轮迭代」，用于训练的不同的阶段，这有利于记录和定期评估。
• 当在 Keras 模型的 fit 方法中使用 evaluation_data 或 evaluation_split 时，评估将在每个 epoch 结束时运行。
• 在 Keras 中，可以添加专门的用于在 epoch 结束时运行的 callbacks 回调。例如学习率变化和模型检查点（保存）。

2. 为什么训练误差比测试误差高很多？

1. Keras 模型有两种模式：训练和测试。正则化机制，如 Dropout 和 L1/L2 权重正则化，在测试时是关闭的。（是这样吗？我不太确定！）

2. 此外，训练误差是每批训练数据的平均误差。由于你的模型是随着时间而变化的，一个 epoch 中的第一批数据的误差通常比最后一批的要高。另一方面，测试误差是模型在一个 epoch 训练完后计算的，因而误差较小。

3. 如何在keras中获取可复现的实验结果？

1. 一个例子：
   • PYTHONHASHSEED
   • numpy中使用的随机数，python中使用的随机数
   • 强制 TensorFlow 使用单线程。

import numpy as np
import tensorflow as tf
import random as rn

# 以下是 Python 3.2.3 以上所必需的，
# 为了使某些基于散列的操作可复现。
# https://docs.python.org/3.4/using/cmdline.html#envvar-PYTHONHASHSEED
# https://github.com/keras-team/keras/issues/2280#issuecomment-306959926

import os
os.environ['PYTHONHASHSEED'] = '0'

# 以下是 Numpy 在一个明确的初始状态生成固定随机数字所必需的。

np.random.seed(42)

# 以下是 Python 在一个明确的初始状态生成固定随机数字所必需的。

rn.seed(12345)

# 强制 TensorFlow 使用单线程。
# 多线程是结果不可复现的一个潜在的来源。
# 更多详情，见: https://stackoverflow.com/questions/42022950/which-seeds-have-to-be-set-where-to-realize-100-reproducibility-of-training-res

session_conf = tf.ConfigProto(intra_op_parallelism_threads=1, inter_op_parallelism_threads=1)

from keras import backend as K

# `tf.set_random_seed()` 将会以 TensorFlow 为后端，
# 在一个明确的初始状态下生成固定随机数字。
# 更多详情，见: https://www.tensorflow.org/api_docs/python/tf/set_random_seed

tf.set_random_seed(1234)

sess = tf.Session(graph=tf.get_default_graph(), config=session_conf)
K.set_session(sess)

# 剩余代码 ...