之前也说过,tf 和 t 的层本质区别就是 tf 的是层函数,调用即可,t 的是类,需要初始化后再调用实例(实例都是callable的)
卷积
tensorflow.nn.conv2d
import tensorflow as tfsess = tf.Session()input = tf.Variable(tf.random_normal([1,3,3,5]))# 卷积核尺寸*2,输入通道,输出通道,filter = tf.Variable(tf.random_normal([1,1,5,1])) # 《-----卷积核初始化conv = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 1, 1, 1], padding='VALID')sess.run(tf.global_variables_initializer())print(sess.run(conv).shape)
torch.nn.Conv2d
troch集成了初始化核的部分,所以自行初始化时需要直接修改变量的data
本篇很多例子中都对module的属性直接操作,其大多数是可学习参数,一般会随着学习的进行而不断改变。实际使用中除非需要使用特殊的初始化,应尽量不要直接修改这些参数。
import torch as tinput = t.normal(means=t.zeros([1,5,3,3]), std=t.Tensor([0.1]).expand([1,5,3,3]))input = t.autograd.Variable(input)# 输入通道,输出通道,卷积核尺寸,步长,是否偏执conv = t.nn.Conv2d(5, 1, (1, 1), 1, bias=False)# 输出通道,输入通道,卷积核尺寸*2print([n for n,p in conv.named_parameters()])conv.weight.data = t.ones([1,5,1,1]) # 《-----卷积核初始化,可有可无out = conv(input)print(out.size())
池化
tensorflow.nn.avg_pool
torch.nn.AvgPool2d
可以验证没有学习参数
pool = nn.AvgPool2d(2,2)list(pool.parameters())
线性
torch.nn.Linear
# 输入 batch_size=2,维度3input = V(t.randn(2, 3))linear = nn.Linear(3, 4)h = linear(input)print(h)
Variable containing:-1.4189 -0.2045 1.2143 -1.5404 0.8471 -0.3154 -0.5855 0.0153[torch.FloatTensor of size 2x4]
BatchNorm
torch.nn.BatchNorm1d
BatchNorm:批规范化层,分为1D、2D和3D。除了标准的BatchNorm之外,还有在风格迁移中常用到的InstanceNorm层。
# 4 channel,初始化标准差为4,均值为0bn = nn.BatchNorm1d(4)print([n for n,p in bn.named_parameters()])bn.weight.data = t.ones(4) * 4bn.bias.data = t.zeros(4)bn_out = bn(h)# 注意输出的均值和方差# 方差是标准差的平方,计算无偏方差分母会减1# 使用unbiased=False 分母不减1bn_out.size(), bn_out.mean(0), bn_out.var(0, unbiased=False)
Dropout
tensorflow.nn.dropout
torch.nn.Dropout
dropout层,用来防止过拟合,同样分为1D、2D和3D。 下面通过例子来说明它们的使用。
# 每个元素以0.5的概率舍弃dropout = nn.Dropout(0.5)o = dropout(bn_out)o # 有一半左右的数变为0
激活函数
PyTorch实现了常见的激活函数,其具体的接口信息可参见官方文档,这些激活函数可作为独立的layer使用。这里将介绍最常用的激活函数ReLU,其数学表达式为:
relu = nn.ReLU(inplace=True)input = V(t.randn(2, 3))print(input)output = relu(input)print(output) # 小于0的都被截断为0# 等价于input.clamp(min=0)
有关inplace:
ReLU函数有个inplace参数,如果设为True,它会把输出直接覆盖到输入中,这样可以节省内存/显存。之所以可以覆盖是因为在计算ReLU的反向传播时,只需根据输出就能够推算出反向传播的梯度。但是只有少数的autograd操作支持inplace操作(如variable.sigmoid_()),除非你明确地知道自己在做什么,否则一般不要使用inplace操作。
交叉熵
import torch as tfrom torch.autograd import Variable as Vscore = V(t.randn(3,2))label = V(t.Tensor([1,0,1])).long()loss_fn = t.nn.CrossEntropyLoss()loss = loss_fn(score,label)print(loss)
Variable containing:
1.3535[torch.FloatTensor of size 1]
损失函数和nn.Module的其他class没什么不同,不过实际使用时往往单独提取出来(书上语)。
ReLU(x)=max(0,x)