R的Keras与Python的Keras之间的差异-准确性错误？

Question

我正在使用Keras预测2D CNN以预测Bike Sharing Demand。

R与Python相比性能很差，可以轻松达到较高的精度。我以为是因为数组形状（以及R和Python之间的某些差异），所以我玩了一段时间，最终使用了所有可能的形状。

我在其他地方创建了CombinationGrid对象，它看起来像这样：

+------+------+------+------+-------+
| Dim1 | Dim2 | Dim3 | Dim4 | Order |
+------+------+------+------+-------+
| 8887 |    3 |    2 |    1 | F     |
|    3 | 8887 |    2 |    1 | F     |
| 8887 |    2 |    3 |    1 | C     |
|    2 | 8887 |    3 |    1 | C     |
+------+------+------+------+-------+

这是一个具有第4维数组组合的表（在代码中使用，这里将更加清楚）。 And here's the full version of that, just for reproducibility

---

这里是R代码：

#Read data
TrainDF=read_delim(file='train.csv', delim=',')

#Subset
X_Train=TrainDF[2000:nrow(TrainDF),c('temp', 'atemp', 'humidity', 'windspeed', 'casual', 'registered')]
Y_Train=as.matrix(TrainDF[2000:nrow(TrainDF),c('count')])

#YVal
YVal=as.matrix(Y_Train)

#For loop and try all combinations
Results=list()
for(i in 1:nrow(CombinationGrid)){

  #Reshape using all possible combinations
  XVal=array_reshape(x=as.matrix(X_Train), dim=CombinationGrid[i,1:4], order=CombinationGrid[i,]$Order)

  #Keras Model
  model=keras_model_sequential() 
  model %>% 
    layer_conv_2d(filters=10, kernel_size=c(2,2), padding='same', activation='relu') %>%
    layer_conv_2d(filters=15, kernel_size=c(2,2), padding='same', activation='relu') %>%
    layer_conv_2d(filters=20, kernel_size=c(3,3), padding='same') %>%
    layer_max_pooling_2d(pool_size=c(2,2), strides=1) %>%
    layer_flatten() %>%
    layer_dense(units=30, activation='relu') %>%
    layer_dense(units=20, activation='relu') %>%
    layer_dense(units=10, activation='relu') %>%
    layer_dense(units=1)

  #Compile model
  model %>% compile(
    loss = 'mse',
    optimizer = optimizer_adam(),
    metrics = c('accuracy'))

  #Train model
  Hist=tryCatch({
    model %>% fit(XVal, YVal, epochs = 100)
  },error=function(e){
    Hist=list('metrics'=list('loss'=NA, 'acc'=NA))
  })

  #Save results
  Results[[i]]=list('Loss'=Hist$metrics$loss[length(Hist$metrics$loss)], 'Acc'=Hist$metrics$acc[length(Hist$metrics$acc)])

}

这是Python代码：

#Read Combination Gird
CombinationGrid=pd.read_table('CombinationGrid.txt')

#Read Dataset
TrainDF = pd.read_csv('train.csv', parse_dates=["datetime"])

#Subset training data
X_Train= TrainDF[1999:]

#Create responser variable
YVal = X_Train[['count']]

#Turn into numpy array
YVal=np.array(YVal)

#Select only usefull parameters
X_Train = X_Train[['temp', 'atemp', 'humidity', 'windspeed', 'casual', 'registered']]

#For loop to try all combinations
Results=[]
for i in range(0,CombinationGrid.shape[0]):
    XVal = np.array(X_Train, dtype=np.float32).reshape(tuple(CombinationGrid.iloc[i,])[0:4], order=tuple(CombinationGrid.iloc[i,])[4])

    model=keras.Sequential()
    model.add(keras.layers.Conv2D(filters=10, kernel_size=[2,2], padding='same', activation='relu'))
    model.add(keras.layers.Conv2D(filters=15, kernel_size=[2,2], padding='same', activation='relu'))
    model.add(keras.layers.Conv2D(filters=20, kernel_size=[3,3], padding='same'))
    model.add(keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=[2,2], strides=1))
    model.add(keras.layers.Flatten())
    model.add(keras.layers.Dense(units=30, activation='relu'))
    model.add(keras.layers.Dense(units=20, activation='relu'))
    model.add(keras.layers.Dense(units=10, activation='relu'))
    model.add(keras.layers.Dense(units=1))

    model.compile(optimizer='adam', loss='mse', metrics=['accuracy'])

    #Save results
    try:
        Hist=model.fit(XVal, YVal, epochs=100)
        Results.append((Hist.history['loss'][len(Hist.history['loss'])-1],Hist.history['accuracy'][len(Hist.history['accuracy'])-1]))
    except:
        Results.append((np.nan, np.nan))
pass

---

结果：

我保存了R和Python结果，它们在这里。数据的所有其他数组形状在Python和R中均失败（可能是由于Y的形状不适合与预测变量匹配）：

+------+------+------+------+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+
| Dim1 | Dim2 | Dim3 | Dim4 | Order |   R Loss    |    R Acc    | Python Loss |  Python Acc |
+------+------+------+------+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+
| 8887 |    3 |    2 |    1 | F     | 0.257986314 | 0.004726004 | 0.264519099 |  0.86125803 |
| 8887 |    2 |    3 |    1 | F     | 1.922012638 | 0.004726004 | 0.375910975 | 0.780578375 |
| 8887 |    3 |    2 |    1 | C     | 0.062438282 | 0.004726004 |  4.27717965 | 0.700686395 |
| 8887 |    2 |    3 |    1 | C     | 0.171041382 | 0.004726004 | 0.054061489 |  0.95262742 |
+------+------+------+------+-------+-------------+-------------+-------------+-------------+

如您所见，最后的损失看起来很相似，但是最后记录的准确性在两者之间有很大的不同。我知道我在R和Python的尺寸和形状理解以及它们之间的区别方面存在一些缺陷，但是在尝试了每种可能的形状并且没有获得相似结果后，它变得很奇怪。另外，R中的Keras精度似乎永远不会改变！

我找不到关于此事的更多信息，只有another post stating the contrary situation。

所以，某些事情正在发生，这可能是我的错，但是我不知道为什么，如果我使用相同的数据，就无法像在Python中那样在Keras中使用R获得好成绩。有什么想法吗？

Answer 1

好吧，正如Skeydan在the issue I opened中对我的解释，准确性的差异在于所使用的Keras version。

在Python代码中，从import keras更改为import tensorflow.keras as keras使R和Python两者匹配的精度。

我找到了有关此here和here的更多信息。