踩坑:pytorch中eval模式下结果远差于train模式介绍

首先，eval模式和train模式得到不同的结果是正常的。我的模型中，eval模式和train模式不同之处在于Batch Normalization和Dropout。Dropout比较简单，在train时会丢弃一部分连接，在eval时则不会。Batch Normalization，在train时不仅使用了当前batch的均值和方差，也使用了历史batch统计上的均值和方差，并做一个加权平均（momentum参数）。在test时，由于此时batchsize不一定一致，因此不再使用当前batch的均值和方差，仅使用历史训练时的统计值。

我出bug的现象是，train模式下可以收敛，但一旦在测试中切换到了eval模式，结果就很差。如果在测试中仍沿用train模式，反而可以得到不错的结果。为了确保是程序bug而不是算法本身就不适合于预测，我在测试时再次使用了训练集，正常情况下此时应发生过拟合，正确率一定会很高，然而eval模式下正确率仍然很低。参照网上的一些说法（Performance highly degraded when eval() is activated in the test phase
），我调大了batchsize，降低了BN层的momentum，检查了是否存在不同层使用相同BN层的bug，均不见效。有一种方法说应在BN层设置track_running_stats为False，它虽然带来了好的效果，但实际上它只不过是不用eval模式，切回train模式罢了，所以也不对。

学习了在训练过程中，如何将BN层中统计的均值和方差输出。即在forward()中，

# bn是一个BN层，torch.nn.batch_normalization(...)
print(bn.running_mean)
print(bn.running_var)

同时学习了如何输出一个Tensor自身的均值和方差，即

# x是一个Tensor，dims是需要计算的维度
print(x.cpu().detach().numpy().mean(dims)
print(x.cpu().detach().numpy().var(dims)

观察每一层的输出结果，发现出现了很大的方差，才猛然意识到自己的输入数据没有做归一化（事后想想也确实如此，毕竟模型和训练方法都是github上参考别人的，出错概率很小；反而是自己写的DataSet部分，其实是最容易出错的）。给模型加上归一化后，eval和train的结果就没有问题了。

再次验证了我的观点：越是玄学的问题，越是 * 的bug。

补充知识：Pytorch中的train和eval用法注意点

1.介绍

一般情况，model.train()是在训练的时候用到，model.eval()是在测试的时候用到

2.用法

如果模型中没有类似于BN这样的归一化或者Dropout，model.train()和model.eval()可以不要（建议写一下，比较安全），并且model.train()和model.eval()得到的效果是一样

如果模型中有类似于BN这样的归一化或者Dropout，并且程序需要边训练和边测试，最好就是用model.eval()测试完之后，后面补一个model.train()。

其中model.train()是保证BN用每一批数据的均值和方差，而model.eval()是保证BN用全部训练数据的均值和方差；而对于Dropout，model.train()是随机取一部分网络连接来训练更新参数，而model.eval()是利用到了所有网络连接（结果是取了平均）

来源：https://blog.csdn.net/yucong96/article/details/88652964