How can I save a Keras file with custom layer so that it keeps the trained weights

Inspired by https://keras.io/examples/vision/captcha_ocr/ I tried to build a similar CaptchaAI that can solve 6 instead of 5 characters (as in the linked example).

The whole model and training data you can find here:
https://colab.research.google.com/drive/1VHwobGcn-n_rr6mmq4tEicGXuruY5V9a?usp=sharing

THE ISSUE:
The weird thing is that I can export the prediction_model (which is different from the model, because it does not need the labels as input, which the Custom CTCLayer needs to calculate the loss function), but when loading the prediction_model, it performs very badly, as if it was never trained at all. This happens only if I restart the kernel before loading the model. If I use the same kernel as the one that was used to train the model, it still performs great.

Then I tried to export the whole model, including the CTCLayer, and cut the CTCLayer off after import. This did not work either since I cannot get the CTCLayer to be included in the .keras file correctly.
For help I already looked at this article and tried to modify the CTCLayer to be recognized as custom layer and therefore be included in the config:
https://keras.io/guides/serialization_and_saving/#config_methods

So the model itself and the prediction_model perform great, the only problem is exporting them to a file. I cannot even get it into the .keras format, my preferred format would be onnx.

If you want to have a glance at the Model definition without looking at the colab notebook link above, here:

@register_keras_serializable(package='Custom', name='CTCLayer')
class CTCLayer(layers.Layer):
    def __init__(self, name=None, **kwargs):
        super(CTCLayer, self).__init__(name=name)
        self.loss_fn = keras.backend.ctc_batch_cost
        super(CTCLayer, self).__init__(**kwargs)

    def get_config(self):
        config = super(CTCLayer, self).get_config()
        return config

    def call(self, y_true, y_pred):
        # Compute the training-time loss value and add it
        # to the layer using `self.add_loss()`.
        batch_len = tf.cast(tf.shape(y_true)[0], dtype="int64")
        input_length = tf.cast(tf.shape(y_pred)[1], dtype="int64")
        label_length = tf.cast(tf.shape(y_true)[1], dtype="int64")

        input_length = input_length * tf.ones(shape=(batch_len, 1), dtype="int64")
        label_length = label_length * tf.ones(shape=(batch_len, 1), dtype="int64")

        loss = self.loss_fn(y_true, y_pred, input_length, label_length)
        self.add_loss(loss)

        # At test time, just return the computed predictions
        return y_pred


def build_model():
    # Inputs to the model
    input_img = layers.Input(
        shape=(img_width, img_height, 1), name="image", dtype="float32"
    )
    labels = layers.Input(name="label", shape=(None,), dtype="float32")

    # First conv block
    x = layers.Conv2D(
        32,
        (3, 3),
        activation="relu",
        kernel_initializer="he_normal",
        padding="same",
        name="Conv1",
    )(input_img)
    x = layers.MaxPooling2D((2, 2), name="pool1")(x)

    # Second conv block
    x = layers.Conv2D(
        64,
        (3, 3),
        activation="relu",
        kernel_initializer="he_normal",
        padding="same",
        name="Conv2",
    )(x)
    x = layers.MaxPooling2D((2, 2), name="pool2")(x)

    # We have used two max pool with pool size and strides 2.
    # Hence, downsampled feature maps are 4x smaller. The number of
    # filters in the last layer is 64. Reshape accordingly before
    # passing the output to the RNN part of the model
    new_shape = ((img_width // 4), (img_height // 4) * 64)
    x = layers.Reshape(target_shape=new_shape, name="reshape")(x)
    x = layers.Dense(64, activation="relu", name="dense1")(x)
    x = layers.Dropout(0.2)(x)

    # RNNs
    x = layers.Bidirectional(layers.LSTM(128, return_sequences=True, dropout=0.25))(x)
    x = layers.Bidirectional(layers.LSTM(64, return_sequences=True, dropout=0.25))(x)

    # Output layer
    x = layers.Dense(
        len(char_to_num.get_vocabulary()) + 1, activation="softmax", name="dense2"
    )(x)

    # Add CTC layer for calculating CTC loss at each step
    output = CTCLayer(name="ctc_loss")(labels, x)

    # Define the model
    model = keras.models.Model(
        inputs=[input_img, labels], outputs=output, name="ocr_model_v1"
    )
    # Optimizer
    opt = keras.optimizers.Adam()
    # Compile the model and return
    model.compile(optimizer=opt)
    return model


# Get the model
model = build_model()
model.summary()

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật