nn.batchnorm和nn.layernorm区别

时间: 2023-05-30 11:07:26 浏览: 161
nn.batchnorm和nn.layernorm是PyTorch中用于归一化操作的两个模块,它们的区别如下: 1. 维度不同:nn.batchnorm是在mini-batch上进行归一化,也就是对每个mini-batch的每个channel进行归一化,而nn.layernorm是在单个样本上进行归一化,也就是对每个样本的每个channel进行归一化。 2. 计算方式不同:nn.batchnorm采用的是针对mini-batch的方式进行归一化,即使用每个mini-batch的均值和方差,而nn.layernorm则是对每个样本的均值和方差进行归一化。 3. 使用场景不同:nn.batchnorm适用于在卷积神经网络中对每个mini-batch进行归一化,而nn.layernorm适用于在循环神经网络中对每个样本进行归一化,因为在循环神经网络中,每个时间步的输入都可以看作是一个样本,而在卷积神经网络中,每个mini-batch中的数据通常是相互独立的,因此可以采用nn.batchnorm。
相关问题

nn.LayerNorm2d和nn.BatchNorm2d

nn.LayerNorm2d和nn.BatchNorm2d是PyTorch中常用的归一化操作。 nn.BatchNorm2d是一种批量归一化操作,对于输入的特征图,在每个通道上进行归一化,使得每个通道的均值为0,方差为1,从而有助于解决梯度消失和梯度爆炸问题,加速收敛,提高模型的泛化能力。同时,BatchNorm还具有一定的正则化效果,可以减小过拟合的风险。 nn.LayerNorm2d是一种层归一化操作,对于输入的特征图,在每个样本上进行归一化,使得每个样本的均值为0,方差为1,从而有助于解决协变量偏移问题。在训练小样本数据时,层归一化比批量归一化更稳定、更有效,但是它需要更多的计算资源和更多的内存。 因此,一般来说,当训练数据较大时,使用批量归一化;当训练数据较小时,使用层归一化。同时,它们也可以根据具体情况结合使用。

if block is None: block = InvertedResidual if norm_layer is None: norm_layer = nn.BatchNorm2d

这是一个常见的PyTorch代码片段。它定义了一个函数,其中包含两个参数:`block`和`norm_layer`。如果这些参数未提供,则使用默认值。`InvertedResidual`和`nn.BatchNorm2d`是PyTorch中的两个类,用于构建卷积神经网络。`InvertedResidual`是一种轻量级卷积块,用于构建深度可分离卷积神经网络。`nn.BatchNorm2d`是一种常见的归一化层,用于加速模型的训练,并且通常在卷积层之后使用。

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class ResidualBlock(nn.Module): def init(self, in_channels, out_channels, dilation): super(ResidualBlock, self).init() self.conv = nn.Sequential( nn.Conv1d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=dilation, dilation=dilation), nn.BatchNorm1d(out_channels), nn.ReLU(), nn.Conv1d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=dilation, dilation=dilation), nn.BatchNorm1d(out_channels), nn.ReLU() ) self.attention = nn.Sequential( nn.Conv1d(out_channels, out_channels, kernel_size=1), nn.Sigmoid() ) self.downsample = nn.Conv1d(in_channels, out_channels, kernel_size=1) if in_channels != out_channels else None def forward(self, x): residual = x out = self.conv(x) attention = self.attention(out) out = out * attention if self.downsample: residual = self.downsample(residual) out += residual return out class VMD_TCN(nn.Module): def init(self, input_size, output_size, n_k=1, num_channels=16, dropout=0.2): super(VMD_TCN, self).init() self.input_size = input_size self.nk = n_k if isinstance(num_channels, int): num_channels = [num_channels*(2**i) for i in range(4)] self.layers = nn.ModuleList() self.layers.append(nn.utils.weight_norm(nn.Conv1d(input_size, num_channels[0], kernel_size=1))) for i in range(len(num_channels)): dilation_size = 2 ** i in_channels = num_channels[i-1] if i > 0 else num_channels[0] out_channels = num_channels[i] self.layers.append(ResidualBlock(in_channels, out_channels, dilation_size)) self.pool = nn.AdaptiveMaxPool1d(1) self.fc = nn.Linear(num_channels[-1], output_size) self.w = nn.Sequential(nn.Conv1d(num_channels[-1], num_channels[-1], kernel_size=1), nn.Sigmoid()) # 特征融合 门控系统 # self.fc1 = nn.Linear(output_size * (n_k + 1), output_size) # 全部融合 self.fc1 = nn.Linear(output_size * 2, output_size) # 只选择其中两个融合 self.dropout = nn.Dropout(dropout) # self.weight_fc = nn.Linear(num_channels[-1] * (n_k + 1), n_k + 1) # 置信度系数,对各个结果加权平均 软投票思路 def vmd(self, x): x_imfs = [] signal = np.array(x).flatten() # flatten()必须加上 否则最后一个batch报错size不匹配! u, u_hat, omega = VMD(signal, alpha=512, tau=0, K=self.nk, DC=0, init=1, tol=1e-7) for i in range(u.shape[0]): imf = torch.tensor(u[i], dtype=torch.float32) imf = imf.reshape(-1, 1, self.input_size) x_imfs.append(imf) x_imfs.append(x) return x_imfs def forward(self, x): x_imfs = self.vmd(x) total_out = [] # for data in x_imfs: for data in [x_imfs[0], x_imfs[-1]]: out = data.transpose(1, 2) for layer in self.layers: out = layer(out) out = self.pool(out) # torch.Size([96, 56, 1]) w = self.w(out) out = w * out # torch.Size([96, 56, 1]) out = out.view(out.size(0), -1) out = self.dropout(out) out = self.fc(out) total_out.append(out) total_out = torch.cat(total_out, dim=1) # 考虑w1total_out[0]+ w2total_out[1],在第一维,权重相加得到最终结果,不用cat total_out = self.dropout(total_out) output = self.fc1(total_out) return output优化代码

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