layerNormalization实现weight Normalization

时间: 2024-02-26 08:59:30 浏览: 21
虽然`LayerNormalization`和`WeightNormalization`都是归一化技术,但它们的实现方式是不同的。`WeightNormalization`是对卷积层或全连接层中的权重进行归一化处理,而`LayerNormalization`是对神经网络中的每一层进行归一化处理。 虽然两者实现方式不同,但可以通过一定的方法将`LayerNormalization`应用到权重上,从而实现`WeightNormalization`。具体来说,可以将完全连接层或卷积层的权重矩阵进行重构,获得一个与原始权重矩阵等价的矩阵,然后将该矩阵送入`LayerNormalization`层进行归一化处理。 下面是一个示例代码,演示了如何使用`LayerNormalization`实现`WeightNormalization`: ```python import tensorflow as tf class WeightNormalization(tf.keras.layers.Layer): def __init__(self, axis=-1, **kwargs): super(WeightNormalization, self).__init__(**kwargs) self.axis = axis def build(self, input_shape): self.w = self.add_weight(shape=(input_shape[-1],), name='kernel', initializer='glorot_normal', trainable=True) self.bias = self.add_weight(shape=(input_shape[-1],), name='bias', initializer='zeros', trainable=True) super(WeightNormalization, self).build(input_shape) def call(self, inputs): # 获取权重矩阵的标准差和均值 mean = tf.math.reduce_mean(self.w, axis=self.axis, keepdims=True) var = tf.math.reduce_std(self.w, axis=self.axis, keepdims=True) # 归一化权重矩阵 w_norm = (self.w - mean) / (var + 1e-10) # 计算输出张量 output = tf.matmul(inputs, tf.transpose(w_norm)) # 加上偏置项 output = tf.nn.bias_add(output, self.bias) return output # 定义一个完全连接层 fc = tf.keras.layers.Dense(units=64, activation='relu') # 对权重进行归一化处理 fc_norm = WeightNormalization()(fc) # 对输出进行归一化处理 output_norm = tf.keras.layers.LayerNormalization()(fc_norm) ``` 在上述代码中,我们定义了一个`WeightNormalization`类,该类继承自`tf.keras.layers.Layer`类。在该类中,我们定义了一个可训练的权重矩阵`w`和偏置项`bias`,在`call()`方法中对权重矩阵进行了归一化处理,并将其与输入张量相乘得到输出张量。然后,我们使用`WeightNormalization`对完全连接层的权重进行归一化处理,并使用`LayerNormalization`对输出进行归一化处理。

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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

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