def fuse_conv_bn(self, conv, bn): std = (bn.running_var + bn.eps).sqrt() bias = bn.bias - bn.running_mean * bn.weight / std t = (bn.weight / std).reshape(-1, 1, 1, 1) weights = conv.weight * t bn = nn.Identity() conv = nn.Conv2d(in_channels=conv.in_channels, out_channels=conv.out_channels, kernel_size=conv.kernel_size, stride=conv.stride, padding=conv.padding, dilation=conv.dilation, groups=conv.groups, bias=True, padding_mode=conv.padding_mode) conv.weight = torch.nn.Parameter(weights) conv.bias = torch.nn.Parameter(bias) return conv 这个是上面提到的fuse_conv
时间: 2024-04-18 21:26:53 浏览: 233
`fuse_conv_bn` 是一个方法,它接受两个参数 `conv` 和 `bn`,分别代表卷积层和批归一化层。该方法的目的是将卷积层和批归一化层进行融合,并返回融合后的卷积层。
具体的实现步骤如下:
1. 计算批归一化层的标准差 `std`,其中 `bn.running_var` 是批归一化层的方差,`bn.eps` 是一个小的常数用于数值稳定性。
2. 计算偏置项 `bias`,通过批归一化层的均值 `bn.running_mean`、权重 `bn.weight` 和标准差 `std` 计算得到。
3. 根据标准差 `std` 对权重进行调整,将其乘以批归一化层的权重 `bn.weight`。
4. 创建一个新的卷积层对象 `conv`,与输入的卷积层 `conv` 具有相同的参数(通道数、核大小、步长等)。
5. 将调整后的权重赋值给新的卷积层对象的权重属性 `conv.weight`。
6. 将偏置项赋值给新的卷积层对象的偏置属性 `conv.bias`。
7. 返回融合后的卷积层对象 `conv`。
通过这个方法,可以实现将卷积层和批归一化层进行融合,减少网络的参数量和计算量。
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解释每一句class RepVggBlock(nn.Layer): def init(self, ch_in, ch_out, act='relu', alpha=False): super(RepVggBlock, self).init() self.ch_in = ch_in self.ch_out = ch_out self.conv1 = ConvBNLayer( ch_in, ch_out, 3, stride=1, padding=1, act=None) self.conv2 = ConvBNLayer( ch_in, ch_out, 1, stride=1, padding=0, act=None) self.act = get_act_fn(act) if act is None or isinstance(act, ( str, dict)) else act if alpha: self.alpha = self.create_parameter( shape=[1], attr=ParamAttr(initializer=Constant(value=1.)), dtype="float32") else: self.alpha = None def forward(self, x): if hasattr(self, 'conv'): y = self.conv(x) else: if self.alpha: y = self.conv1(x) + self.alpha * self.conv2(x) else: y = self.conv1(x) + self.conv2(x) y = self.act(y) return y def convert_to_deploy(self): if not hasattr(self, 'conv'): self.conv = nn.Conv2D( in_channels=self.ch_in, out_channels=self.ch_out, kernel_size=3, stride=1, padding=1, groups=1) kernel, bias = self.get_equivalent_kernel_bias() self.conv.weight.set_value(kernel) self.conv.bias.set_value(bias) self.delattr('conv1') self.delattr('conv2') def get_equivalent_kernel_bias(self): kernel3x3, bias3x3 = self._fuse_bn_tensor(self.conv1) kernel1x1, bias1x1 = self._fuse_bn_tensor(self.conv2) if self.alpha: return kernel3x3 + self.alpha * self._pad_1x1_to_3x3_tensor( kernel1x1), bias3x3 + self.alpha * bias1x1 else: return kernel3x3 + self._pad_1x1_to_3x3_tensor( kernel1x1), bias3x3 + bias1x1 def _pad_1x1_to_3x3_tensor(self, kernel1x1): if kernel1x1 is None: return 0 else: return nn.functional.pad(kernel1x1, [1, 1, 1, 1]) def _fuse_bn_tensor(self, branch): if branch is None: return 0, 0 kernel = branch.conv.weight running_mean = branch.bn._mean running_var = branch.bn._variance gamma = branch.bn.weight beta = branch.bn.bias eps = branch.bn._epsilon std = (running_var + eps).sqrt() t = (gamma / std).reshape((-1, 1, 1, 1)) return kernel * t, beta - running_mean * gamma / std
这段代码定义了一个名为 RepVggBlock 的类,它继承自 nn.Layer 类。这个类用于实现 RepVGG 网络中的基本块。RepVGG 是一种轻量级的卷积神经网络,它的主要思想是将常规的卷积操作替换为由卷积和 Batch Normalization(BN)操作组成的基本块,从而在不损失精度的情况下减少网络参数的数量。
在这个类中,__init__ 方法定义了类的初始化函数,它接受三个参数:ch_in、ch_out 和 act。其中,ch_in 和 ch_out 分别表示输入通道数和输出通道数,act 表示激活函数的类型。在初始化函数中,首先调用父类的初始化函数 super(RepVggBlock, self).__init__() 来初始化父类的属性。然后,将输入和输出通道数保存到 self.ch_in 和 self.ch_out 中。接着,使用 ConvBNLayer 类创建两个卷积层:self.conv1 和 self.conv2。这两个卷积层分别使用 3x3 和 1x1 的卷积核进行卷积操作,并且没有使用激活函数。最后,根据输入的激活函数类型,使用 get_act_fn 函数获取激活函数,并保存到 self.act 中。如果激活函数为 None 或者是字符串或字典类型,则 self.act 直接保存激活函数类型,否则就保存激活函数的实例。
接着,forward 方法定义了类的前向传播函数。它接受一个输入张量 x,根据是否已经初始化了 self.conv 属性来判断使用哪个卷积操作。如果已经初始化了 self.conv 属性,则使用 self.conv 对输入进行卷积操作;否则,分别对输入使用 self.conv1 和 self.conv2 进行卷积操作,并将它们相加。如果类的 alpha 属性存在,则使用 alpha 值对 self.conv2 的输出进行缩放,然后再将两个卷积层的输出相加。最后,对输出进行激活函数处理,并返回输出。
convert_to_deploy 方法用于将训练好的模型转换为部署模型。它首先检查类中是否已经初始化了 self.conv 属性,如果没有,则创建一个新的 Conv2D 层,并将其权重和偏置设置为等效的卷积和 BN 层的权重和偏置。然后,删除 self.conv1 和 self.conv2 属性。
get_equivalent_kernel_bias 方法用于计算等效的卷积和 BN 层的权重和偏置。它首先将 self.conv1 和 self.conv2 层的权重和偏置分别融合到 kernel3x3 和 bias3x3 变量中,并使用 _pad_1x1_to_3x3_tensor 函数将 kernel1x1 变量的尺寸从 1x1 扩展到 3x3。如果类的 alpha 属性存在,则将 kernel1x1 加权缩放后再加到 kernel3x3 中。最后,将偏置项也进行融合,并返回等效的权重和偏置。
_pad_1x1_to_3x3_tensor 方法用于将 1x1 的卷积核扩展到 3x3。
_fuse_bn_tensor 方法用于将卷积和 BN 层进行融合并返回等效的权重和偏置。它首先获取卷积层的权重、BN 层的运行均值、方差、缩放因子和偏置项。然后,根据 BN 层的参数计算标准差,并将缩放因子 reshape 成与权重相同的形状。最后,根据融合公式计算等效的权重和偏置,并返回。
def _fuse_bn_tensor(self, weight, bn): kernel = weight running_mean = bn.running_mean running_var = bn.running_var gamma = bn.weight beta = bn.bias eps = bn.eps std = (running_var + eps).sqrt() t = (gamma / std).reshape(-1, 1, 1, 1) return kernel * t, beta + (0 - running_mean) * gamma / std这段代码是实现什么功能的
这段代码是用来将卷积层的权重矩阵与 Batch Normalization 层融合,从而减少模型中的计算量和显存占用。具体来说,它通过使用 BN 层的统计数据 (running_mean 和 running_var) 对权重进行归一化,然后将 BN 层的 gamma 和 beta 转换成卷积层的权重和偏差,最终返回融合后的卷积层参数。
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