深度学习基础知识 BatchNorm、LayerNorm、GroupNorm的用法解析

深度学习基础知识 BatchNorm、LayerNorm、GroupNorm的用法解析

  • 1、BatchNorm
  • 2、LayerNorm
  • 3、GroupNorm
    • 用法:

BatchNorm、LayerNorm 和 GroupNorm 都是深度学习中常用的归一化方式。
它们通过将输入归一化到均值为 0 和方差为 1 的分布中,来防止梯度消失和爆炸,并提高模型的泛化能力

1、BatchNorm

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

import numpy as np
import torch.nn as nn
import torchdef bn_process(feature, mean, var):feature_shape = feature.shapefor i in range(feature_shape[1]):# [batch, channel, height, width]feature_t = feature[:, i, :, :] # 得到每一个channel的height和widthmean_t = feature_t.mean()# 总体标准差std_t1 = feature_t.std()# 样本标准差std_t2 = feature_t.std(ddof=1)# bn process# 这里记得加上eps和pytorch保持一致feature[:, i, :, :] = (feature[:, i, :, :] - mean_t) / np.sqrt(std_t1 ** 2 + 1e-5)# update calculating mean and varmean[i] = mean[i] * 0.9 + mean_t * 0.1var[i] = var[i] * 0.9 + (std_t2 ** 2) * 0.1print(feature)# 随机生成一个batch为2,channel为2,height=width=2的特征向量
# [batch, channel, height, width]
feature1 = torch.randn(2, 2, 2, 2)
# 初始化统计均值和方差
calculate_mean = [0.0, 0.0]
calculate_var = [1.0, 1.0]
# print(feature1.numpy())# 注意要使用copy()深拷贝
bn_process(feature1.numpy().copy(), calculate_mean, calculate_var)bn = nn.BatchNorm2d(2, eps=1e-5)
output = bn(feature1)
print(output)

显示结果如下:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码:

import torch
import torch.nn as nn
import numpy as npfeatuer_array=(np.random.rand(2,4,2,2)).astype(np.float32)
print(featuer_array.dtype)featuer_tensor=torch.tensor(featuer_array,dtype=torch.float32)
bn_out=nn.BatchNorm2d( num_features=featuer_array.shape[1],eps=1e-5)(featuer_tensor)
print(bn_out)print("-----")for i in range(featuer_array.shape[1]):channel=featuer_array[:,i,:,:]mean=channel.mean()var=channel.var()print(f"mean---{mean},var---{var}")featuer_array[:,i,:,:]=(channel-mean) / np.sqrt(var + 1e-5)
print(featuer_array)

打印结果:
在这里插入图片描述

2、LayerNorm

Transformer block 中会使用到 LayerNorm , 一般输入尺寸形为 :(batch_size, token_num, dim),会在最后一个维度做 归一化,其中dim维度为token的特征向量: nn.LayerNorm(dim)

在这里插入图片描述

import torch
import torch.nn as nn
import numpy as npfeature_array=(np.random.rand(2,3,2,2).astype(np.float32))# 需要将其转化为[batch,token_num,dim]的形式
feature_array=feature_array.reshape((2,3,-1)).transpose(0,2,1)
print(feature_array.shape)   # (2, 4, 3)feature_tensor=torch.tensor(feature_array.copy(),dtype=torch.float32)layer_norm=nn.LayerNorm(normalized_shape=feature_array.shape[2])(feature_tensor)
print(layer_norm)print("\n","*"*50,"\n")
batch,token_num,dim=feature_array.shapefeature_array=feature_array.reshape((-1,dim))
for i in range(batch * token_num):mean=feature_array[i,:].mean()var=feature_array[i,:].var()print(f"mean----{mean},var----{var}")feature_array[i,:]=(feature_array[i,:]-mean) / np.sqrt(var + 1e-5)
print(feature_array.reshape(batch,token_num,dim))

打印效果如下所示:
在这里插入图片描述

3、GroupNorm

在这里插入图片描述

用法:

torch.nn.GroupNorm:将channel切分成许多组进行归一化
torch.nn.GroupNorm(num_groups,num_channels)
num_groups:组数
num_channels:通道数量
在这里插入图片描述
代码:

import torch
import torch.nn as nn
import numpy as npfeature_array=(np.random.rand(2,4,2,2)).astype(np.float32)
print(feature_array.dtype)feature_tensor=torch.tensor(feature_array.copy(),dtype=torch.float32)
group_result=nn.GroupNorm(num_groups=2,num_channels=feature_array.shape[1])(feature_tensor)
print(group_result)feature_array = feature_array.reshape((2, 2, 2, 2, 2)).reshape((4, 2, 2, 2))for i in range(feature_array.shape[0]):channel = feature_array[i, :, :, :]mean = feature_array[i, :, :, :].mean()var = feature_array[i, :, :, :].var()print(mean)print(var)feature_array[i, :, :, :] = (feature_array[i, :, :, :] - mean) / np.sqrt(var + 1e-5)
feature_array = feature_array.reshape((2, 2, 2, 2, 2)).reshape((2, 4, 2, 2))
print(feature_array)

打印结果:

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/103853.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

深度神经网络压缩与加速技术

// 深度神经网络是深度学习的一种框架,它是一种具备至少一个隐层的神经网络。与浅层神经网络类似,深度神经网络也能够为复杂非线性系统提供建模,但多出的层次为模型提供了更高的抽象层次,因而提高了模型的能力。深度神经网络是一…

链表(3):双链表

引入 我们之前学的单向链表有什么缺点呢? 缺点:后一个节点无法看到前一个节点的内容 那我们就多设置一个格子prev用来存放前面一个节点的地址,第一个节点的prev存最后一个节点的地址(一般是null) 这样一个无头双向…

Golang 实现接口和继承

小猴子继承了老猴子,这样老猴子拥有的能力包括字段,方法就会自动的被老猴子继承。 小猴子不需要做任何处理就可以拿到老猴子的字段和它的方法,因为是继承关系。 但是小猴子还会其他的技能,比如还会像小鸟一样飞翔,希…

VR全景营销颠覆传统营销,让消费者身临其境

随着VR的普及,各种VR产品、功能开始层出不穷,并且在多个领域都有落地应用,例如文旅、景区、酒店、餐饮、工厂、地产、汽车等,在这个“内容为王”的时代,VR全景展示也是一种新的内容表达方式。 VR全景营销让消费者沉浸式…

计算机毕业设计选什么题目好?springboot 职业技术学院图书管理系统

✍✍计算机编程指导师 ⭐⭐个人介绍:自己非常喜欢研究技术问题!专业做Java、Python、微信小程序、安卓、大数据、爬虫、Golang、大屏等实战项目。 ⛽⛽实战项目:有源码或者技术上的问题欢迎在评论区一起讨论交流! ⚡⚡ Java实战 |…

【深度学习实验】卷积神经网络(八):使用深度残差神经网络ResNet完成图片多分类任务

目录 一、实验介绍 二、实验环境 1. 配置虚拟环境 2. 库版本介绍 三、实验内容 0. 导入必要的工具包 1. 构建数据集(CIFAR10Dataset) a. read_csv_labels() b. CIFAR10Dataset 2. 构建模型(FeedForward&#x…

SQL开发笔记之专栏介绍

Sql是用于访问和处理数据库的标准计算机语言,使用SQL访问和处理数据系统中的数据,这类数据库包括:Mysql、PostgresSql、Oracle、Sybase、DB2等等,数据库无非围绕着“增删改查”的核心业务进行开发。并且目前绝大多数的后端程序开发…

构建精致 Chrome 插件:开箱即用的 TypeScript 模板 | 开源日报 No.51

tonsky/FiraCode Stars: 72.7k License: OFL-1.1 Fira Code 是一种免费的等宽字体,具有编程连字符。 Fira Code 提供了丰富多样的箭头和标点符号调整功能。Fira Code 支持各种不同的字符变体、风格集和其他字体特性,以满足用户个性化需求。Fira Code …

【Hello Algorithm】暴力递归到动态规划(一)

暴力递归到动态规划(一) 斐波那契数列的动态规划机器人走路初级递归初级动态规划动态规划 先后选牌问题初级递归初级动态规划动态规划 我们可以一句话总结下动态规划 动态规划本质是一种以空间换时间的行为 如果你发现有重复调用的过程 在经过一次之后把…

Spring是什么?为什么要使用Spring?

目录 前言 一、Spring是什么? 1.1 轻量级 1.2 JavaEE的解决方案 二、为什么要使用Spring 2.1 传统方式完成业务逻辑 2.2 使用Spring模式完成业务逻辑 三、为什么使用Spring? 前言 本文主要介绍Spring是什么,并且解释为何要去使用Spring&…

c语言练习87:合并两个有序数组

合并两个有序数组 合并两个有序数组https://leetcode.cn/problems/merge-sorted-array/ 给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2,另有两个整数 m 和 n ,分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。 请你 合并 nums2 到 nums1 中&#xff…

动态资源平衡:主流虚拟化 DRS 机制分析与 SmartX 超融合的实现优化

资源的动态调度是虚拟化软件(或超融合软件)中的一项重要功能,主要指在虚拟化集群中,通过动态改变虚拟机的分布,达到优化集群可用性的目标。这一功能以 VMware vSphere 发布的 Distributed Resource Scheduler&#xff…

day62:ARMday9,I2c总线通信

作业&#xff1a;按键中断实现LED1、蜂鸣器、风扇 key_in.c: #include "key_in.h"void gpio_init() {//RCC使能//GPIOERCC->MP_AHB4ENSETR | (0x1<<4);//GPIOBRCC->MP_AHB4ENSETR | (0x1<<1);//PE10、PB6、PE9输出模式GPIOE->MODER & ~(0…

AutoGPT:让 AI 帮你完成任务事情 | 开源日报 No.54

Significant-Gravitas/AutoGPT Stars: 150.4k License: MIT AutoGPT 是开源 AI 代理生态系统的核心工具包。它采用模块化和可扩展的框架&#xff0c;使您能够专注于以下方面&#xff1a; 构建 - 为惊人之作打下基础。测试 - 将您的代理调整到完美状态。查看 - 观察进展成果呈…

基于SpringBoot的网上订餐系统

基于SpringBoot的网上订餐系统的设计与实现 开发语言&#xff1a;Java数据库&#xff1a;MySQL技术&#xff1a;SpringBootMyBatisVue工具&#xff1a;IDEA/Ecilpse、Navicat、Maven 【主要功能】 角色&#xff1a;用户、管理员管理员&#xff1a;登录、个人中心、会员管理、…

TensorFlow入门(十二、分布式训练)

1、按照并行方式来分 ①模型并行 假设我们有n张GPU,不同的GPU被输入相同的数据,运行同一个模型的不同部分。 在实际训练过程中,如果遇到模型非常庞大,一张GPU不够存储的情况,可以使用模型并行的分布式训练,把模型的不同部分交给不同的GPU负责。这种方式存在一定的弊端:①这种方…

sklearn处理离散变量的问题——以决策树为例

最近做项目遇到的数据集中&#xff0c;有许多高维类别特征。catboost是可以直接指定categorical_columns的【直接进行ordered TS编码】&#xff0c;但是XGboost和随机森林甚至决策树都没有这个接口。但是在学习决策树的时候&#xff08;无论是ID3、C4.5还是CART&#xff09;&am…

嵌入式养成计划-40----C++菱形继承--虚继承--多态--模板--异常

九十四、菱形继承 94.1 概念 菱形继承又称为钻石继承&#xff0c;是由公共基类派生出多个中间子类&#xff0c;又由中间子类共同派生出汇聚子类&#xff0c;汇聚子类会得到多份中间子类从公共基类继承下来的数据成员&#xff0c;会造成空间浪费&#xff0c;没有必要。 所以存…

工程师必须记住的电路元件符号及英语翻译

很多电子小白第一次接触印刷电路板&#xff08;PCB&#xff09;时&#xff0c;总会头痛那些密密麻麻的元件字母符号&#xff0c;这些电路元件符号基本上都是采用英语缩写&#xff0c;下面我们来看看这些电路元件的英语符号有哪些&#xff1f; 电阻器&#xff08;Resistor&#…

C++入门指南:类和对象总结友元类笔记(下)

C入门指南:类和对象总结友元类笔记&#xff08;下&#xff09; 一、深度剖析构造函数1.1 构造函数体赋值1.2 初始化列表1.3 explicit关键字 二、static成员2.1 概念2.2 特性 三、友元3.1 友元函数3.2 友元类 四、 内部类4.1 概念4.2 特征 五、拷贝对象时的一些编译器优化六、深…