Fixar PyTorch Model Loading Error: _pickle.UnpicklingError: ogiltig laddningsnyckel, 'x1f'

Fixar PyTorch Model Loading Error: _pickle.UnpicklingError: ogiltig laddningsnyckel, 'x1f'
Fixar PyTorch Model Loading Error: _pickle.UnpicklingError: ogiltig laddningsnyckel, 'x1f'

Varför PyTorch Model Checkpoints misslyckas: En djupdykning i laddningsfelet

Föreställ dig att du spenderar en hel månad på att träna över 40 maskininlärningsmodeller, bara för att stöta på ett kryptiskt fel när de försöker ladda sina vikter: _pickle.UnpicklingError: ogiltig laddningsnyckel, 'x1f'. 😩 Om du arbetar med PyTorch och stöter på det här problemet vet du hur frustrerande det kan vara.

Felet uppstår vanligtvis när något är av med din checkpoint-fil, antingen på grund av korruption, ett inkompatibelt format eller hur det sparades. Som utvecklare eller dataforskare kan det kännas som att ta itu med sådana tekniska problem som att slå i väggen när du ska göra framsteg.

Bara förra månaden stod jag inför ett liknande problem när jag försökte återställa mina PyTorch-modeller. Oavsett hur många versioner av PyTorch jag provade eller tillägg jag modifierade, kunde vikterna helt enkelt inte laddas. Vid ett tillfälle försökte jag till och med öppna filen som ett ZIP-arkiv i hopp om att manuellt inspektera den - tyvärr kvarstod felet.

I den här artikeln kommer vi att bryta ner vad det här felet betyder, varför det händer och – viktigast av allt – hur du kan lösa det. Oavsett om du är en nybörjare eller ett erfaret proffs, i slutet kommer du att vara tillbaka på rätt spår med dina PyTorch-modeller. Låt oss dyka in! 🚀

Kommando Exempel på användning
zipfile.is_zipfile() Detta kommando kontrollerar om en given fil är ett giltigt ZIP-arkiv. I samband med detta skript verifierar det om den skadade modellfilen faktiskt kan vara en ZIP-fil istället för en PyTorch-kontrollpunkt.
zipfile.ZipFile() Tillåter att läsa och extrahera innehållet i ett ZIP-arkiv. Detta används för att öppna och analysera potentiellt felsparade modellfiler.
io.BytesIO() Skapar en binär ström i minnet för att hantera binär data, som filinnehåll som läses från ZIP-arkiv, utan att spara på disk.
torch.load(map_location=...) Laddar en PyTorch-kontrollpunktsfil samtidigt som användaren kan mappa om tensorer till en specifik enhet, såsom CPU eller GPU.
torch.save() Sparar om en PyTorch-kontrollpunktsfil i ett korrekt format. Detta är avgörande för att åtgärda skadade eller felformaterade filer.
unittest.TestCase En del av Pythons inbyggda unittest-modul hjälper denna klass att skapa enhetstester för att verifiera kodfunktionalitet och upptäcka fel.
self.assertTrue() Validerar att ett villkor är sant inom ett enhetstest. Här bekräftar den att kontrollpunkten laddas utan fel.
timm.create_model() Specifikt för timm biblioteket, initierar den här funktionen fördefinierade modellarkitekturer. Den används för att skapa 'legacy_xception'-modellen i det här skriptet.
map_location=device En parameter för torch.load() som anger enheten (CPU/GPU) där de laddade tensorerna ska tilldelas, vilket säkerställer kompatibilitet.
with archive.open(file) Tillåter att läsa en specifik fil i ett ZIP-arkiv. Detta gör det möjligt att bearbeta modellvikter som lagras felaktigt i ZIP-strukturer.

Förstå och åtgärda PyTorch Checkpoint-laddningsfel

När man möter det fruktade _pickle.UnpicklingError: ogiltig laddningsnyckel, 'x1f', indikerar det vanligtvis att kontrollpunktsfilen antingen är skadad eller har sparats i ett oväntat format. I skripten som tillhandahålls är nyckelidén att hantera sådana filer med smarta återställningstekniker. Kontrollera till exempel om filen är ett ZIP-arkiv med hjälp av zip-fil modulen är ett avgörande första steg. Detta säkerställer att vi inte blint laddar en ogiltig fil med torch.load(). Genom att utnyttja verktyg som zipfile.ZipFile och io.BytesIO, kan vi inspektera och extrahera innehållet i filen på ett säkert sätt. Föreställ dig att du spenderar veckor på att träna dina modeller, och en enda skadad kontrollpunkt stoppar allt – du behöver pålitliga återställningsalternativ som dessa!

I det andra manuset ligger fokus på räddar kontrollpunkten igen efter att ha kontrollerat att den är korrekt laddad. Om originalfilen har mindre problem men fortfarande är delvis användbar använder vi torch.save() för att fixa och formatera om det. Anta till exempel att du har en korrupt kontrollpunktsfil som heter CDF2_0.pth. Genom att ladda om och spara den till en ny fil som fix_CDF2_0.pth, ser du till att den följer rätt PyTorch-serialiseringsformat. Denna enkla teknik är en livräddare för modeller som sparats i äldre ramverk eller miljöer, vilket gör dem återanvändbara utan omskolning.

Dessutom säkerställer inkluderingen av ett enhetstest att våra lösningar är det pålitlig och arbeta konsekvent. Med hjälp av enhetstest modul kan vi automatisera valideringen av kontrollpunktsladdning, vilket är särskilt användbart om du har flera modeller. Jag var en gång tvungen att hantera över 20 modeller från ett forskningsprojekt, och att manuellt testa var och en skulle ha tagit dagar. Med enhetstester kan ett enda skript validera dem alla inom några minuter! Denna automatisering sparar inte bara tid utan förhindrar också att fel förbises.

Slutligen säkerställer skriptets struktur kompatibilitet mellan enheter (CPU och GPU) med map_location argument. Detta gör den perfekt för olika miljöer, oavsett om du kör modellerna lokalt eller på en molnserver. Föreställ dig det här: du har tränat din modell på en GPU men behöver ladda den på en dator med endast CPU. Utan map_location parametern, skulle du troligen stöta på fel. Genom att ange rätt enhet hanterar skriptet dessa övergångar sömlöst, vilket säkerställer att dina hårt förvärvade modeller fungerar överallt. 😊

Löser PyTorch Model Checkpoint Error: Ogiltig laddningsnyckel

Python backend-lösning med korrekt filhantering och modellladdning

import os
import torch
import numpy as np
import timm
import zipfile
import io
# Device setup
device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
print('Device being used:', device)
# Correct method to load a corrupted or zipped model checkpoint
mname = os.path.join('./CDF2_0.pth')
try:
    # Attempt to open as a zip if initial loading fails
    if zipfile.is_zipfile(mname):
        with zipfile.ZipFile(mname) as archive:
            for file in archive.namelist():
                with archive.open(file) as f:
                    buffer = io.BytesIO(f.read())
                    checkpoints = torch.load(buffer, map_location=device)
    else:
        checkpoints = torch.load(mname, map_location=device)
    print("Checkpoint loaded successfully.")
except Exception as e:
    print("Error loading the checkpoint file:", e)
# Model creation and state_dict loading
model = timm.create_model('legacy_xception', pretrained=True, num_classes=2).to(device)
if 'state_dict' in checkpoints:
    model.load_state_dict(checkpoints['state_dict'])
else:
    model.load_state_dict(checkpoints)
model.eval()
print("Model loaded and ready for inference.")

Alternativ lösning: Spara Checkpoint-filen igen

Python-baserad lösning för att fixa skadad kontrollpunktsfil

import os
import torch
# Device setup
device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
print('Device being used:', device)
# Original and corrected file paths
original_file = './CDF2_0.pth'
corrected_file = './fixed_CDF2_0.pth'
try:
    # Load and re-save the checkpoint
    checkpoints = torch.load(original_file, map_location=device)
    torch.save(checkpoints, corrected_file)
    print("Checkpoint file re-saved successfully.")
except Exception as e:
    print("Failed to fix checkpoint file:", e)
# Verify loading from the corrected file
checkpoints_fixed = torch.load(corrected_file, map_location=device)
print("Verified: Corrected checkpoint loaded.")

Enhetstest för båda lösningarna

Enhetstester för att validera kontrollpunktsladdning och modell state_dict-integritet

import torch
import unittest
import os
import timm
class TestCheckpointLoading(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
        self.model_path = './fixed_CDF2_0.pth'
        self.model = timm.create_model('legacy_xception', pretrained=True, num_classes=2).to(self.device)
    def test_checkpoint_loading(self):
        try:
            checkpoints = torch.load(self.model_path, map_location=self.device)
            if 'state_dict' in checkpoints:
                self.model.load_state_dict(checkpoints['state_dict'])
            else:
                self.model.load_state_dict(checkpoints)
            self.model.eval()
            self.assertTrue(True)
            print("Checkpoint loaded successfully in unit test.")
        except Exception as e:
            self.fail(f"Checkpoint loading failed with error: {e}")
if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

Förstå varför PyTorch Checkpoints misslyckas och hur man förhindrar det

En förbisedd orsak till _pickle.UnpicklingError inträffar när en PyTorch-kontrollpunkt sparas med en äldre version av biblioteket men laddad med en nyare version, eller vice versa. PyTorch-uppdateringar introducerar ibland ändringar i serialiserings- och deserialiseringsformaten. Dessa ändringar kan göra äldre modeller inkompatibla, vilket leder till fel när du försöker återställa dem. Till exempel kan en kontrollpunkt sparad med PyTorch 1.6 orsaka laddningsproblem i PyTorch 2.0.

En annan viktig aspekt är att säkerställa att kontrollpunktsfilen sparades med hjälp av torch.save() med en korrekt tillståndsordbok. Om någon av misstag sparat en modell eller vikter med ett icke-standardformat, till exempel ett direkt objekt istället för dess state_dict, kan det resultera i fel under laddning. För att undvika detta är det bästa praxis att alltid bara spara state_dict och ladda om vikterna därefter. Detta håller kontrollpunktsfilen lätt, bärbar och mindre benägen för kompatibilitetsproblem.

Slutligen kan systemspecifika faktorer, såsom operativsystem eller hårdvara som används, påverka kontrollpunktsladdningen. Till exempel kan en modell som sparats på en Linux-maskin med GPU-tensorer orsaka konflikter när den laddas på en Windows-maskin med en CPU. Med hjälp av map_location parameter, som visats tidigare, hjälper till att mappa om tensorer på lämpligt sätt. Utvecklare som arbetar i flera miljöer bör alltid validera kontrollpunkter på olika inställningar för att undvika överraskningar i sista minuten. 😅

Vanliga frågor om PyTorch Checkpoint-laddningsproblem

  1. Varför får jag _pickle.UnpicklingError när jag laddar min PyTorch-modell?
  2. Detta fel uppstår vanligtvis på grund av en inkompatibel eller skadad kontrollpunktsfil. Det kan också hända när man använder olika PyTorch-versioner mellan att spara och ladda.
  3. Hur fixar jag en skadad PyTorch-kontrollpunktsfil?
  4. Du kan använda zipfile.ZipFile() för att kontrollera om filen är ett ZIP-arkiv eller återspara kontrollpunkten med torch.save() efter att ha reparerat den.
  5. Vilken roll har state_dict i PyTorch?
  6. De state_dict innehåller modellens vikter och parametrar i ett ordboksformat. Spara och ladda alltid state_dict för bättre portabilitet.
  7. Hur kan jag ladda en PyTorch-kontrollpunkt på en CPU?
  8. Använd map_location='cpu' argument i torch.load() för att mappa om tensorer från GPU till CPU.
  9. Kan PyTorch-kontrollpunkter misslyckas på grund av versionskonflikter?
  10. Ja, äldre kontrollpunkter kanske inte laddas i nyare versioner av PyTorch. Det rekommenderas att använda konsekventa PyTorch-versioner när du sparar och laddar.
  11. Hur kan jag kontrollera om en PyTorch-kontrollpunktsfil är skadad?
  12. Prova att ladda filen med torch.load(). Om det misslyckas, inspektera filen med verktyg som zipfile.is_zipfile().
  13. Vad är det korrekta sättet att spara och ladda PyTorch-modeller?
  14. Spara alltid att använda torch.save(model.state_dict()) och ladda med model.load_state_dict().
  15. Varför kan min modell inte laddas på en annan enhet?
  16. Detta händer när tensorer sparas för GPU men laddas på en CPU. Använda map_location för att lösa detta.
  17. Hur kan jag validera kontrollpunkter över miljöer?
  18. Skriv enhetstester med hjälp av unittest för att kontrollera modellladdning på olika inställningar (CPU, GPU, OS).
  19. Kan jag inspektera checkpointfiler manuellt?
  20. Ja, du kan ändra tillägget till .zip och öppna det med zipfile eller arkivansvariga för att granska innehållet.

Övervinna PyTorch-modellladdningsfel

Att ladda PyTorch-kontrollpunkter kan ibland orsaka fel på grund av skadade filer eller versionsfel. Genom att verifiera filformatet och använda lämpliga verktyg som zip-fil eller ommappning av tensorer, kan du återställa dina tränade modeller effektivt och spara timmar av omträning.

Utvecklare bör följa bästa praxis som att spara state_dict endast och validera modeller över miljöer. Kom ihåg att tiden som ägnas åt att lösa dessa problem säkerställer att dina modeller förblir funktionella, bärbara och kompatibla med alla distributionssystem. 🚀

Källor och referenser för PyTorch Loading Error Solutions
  1. Detaljerad förklaring av torch.load() och kontrollpunktshantering i PyTorch. Källa: PyTorch-dokumentation
  2. Insikter i ättikslag fel och felsökning av filkorruption. Källa: Python officiella dokumentation
  3. Hantera ZIP-filer och inspektera arkiv med hjälp av zip-fil bibliotek. Källa: Python ZipFile Library
  4. Guide för att använda timm bibliotek för att skapa och hantera förutbildade modeller. Källa: timm GitHub Repository