Geeks_Z の Blog Geeks_Z の Blog
首页
  • 学习笔记

    • 《HTML》
    • 《CSS》
    • 《JavaWeb》
    • 《Vue》
  • 后端文章

    • Linux
    • Maven
    • 汇编语言
    • 软件工程
    • 计算机网络概述
    • Conda
    • Pip
    • Shell
    • SSH
    • Mac快捷键
    • Zotero
  • 学习笔记

    • 《数据结构与算法》
    • 《算法设计与分析》
    • 《Spring》
    • 《SpringMVC》
    • 《SpringBoot》
    • 《SpringCloud》
    • 《Nginx》
  • 深度学习文章
  • 学习笔记

    • 《PyTorch》
    • 《ReinforementLearning》
    • 《MetaLearning》
  • 学习笔记

    • 《高等数学》
    • 《线性代数》
    • 《概率论与数理统计》
  • 增量学习
  • 哈希学习
GitHub (opens new window)

Geeks_Z

AI小学生
首页
  • 学习笔记

    • 《HTML》
    • 《CSS》
    • 《JavaWeb》
    • 《Vue》
  • 后端文章

    • Linux
    • Maven
    • 汇编语言
    • 软件工程
    • 计算机网络概述
    • Conda
    • Pip
    • Shell
    • SSH
    • Mac快捷键
    • Zotero
  • 学习笔记

    • 《数据结构与算法》
    • 《算法设计与分析》
    • 《Spring》
    • 《SpringMVC》
    • 《SpringBoot》
    • 《SpringCloud》
    • 《Nginx》
  • 深度学习文章
  • 学习笔记

    • 《PyTorch》
    • 《ReinforementLearning》
    • 《MetaLearning》
  • 学习笔记

    • 《高等数学》
    • 《线性代数》
    • 《概率论与数理统计》
  • 增量学习
  • 哈希学习
GitHub (opens new window)
  • Python

  • MLTutorials

  • 卷积神经网络

  • 循环神经网络

  • Transformer

  • VisionTransformer

  • 扩散模型

  • 计算机视觉

  • PTM

  • MoE

  • LoRAMoE

  • LongTailed

  • 多模态

  • 知识蒸馏

  • PEFT

  • 对比学习

  • 小样本学习

  • 迁移学习

  • 零样本学习

  • 集成学习

  • Mamba

  • PyTorch

    • PyTorch概述

    • Tensors

    • 数据处理

    • 模型

    • 训练

    • 并行计算

    • 可视化

    • 实战

    • timm

    • Pytorch Lightning

    • 数据增强

    • 面经与bug解决

    • 常用代码片段

      • 参数相关
      • 数据相关
        • 计算数据集的均值和标准差
        • 得到视频数据基本信息
        • TSN 每段(segment)采样一帧视频
        • 常用训练和验证数据预处理
        • BN操作
          • 多卡同步 BN(Batch normalization)
          • 将已有网络的所有 BN 层改为同步 BN 层
          • 类似 BN 滑动平均
      • 模型相关
      • 分类相关
      • 注意事项
      • CosineLinear
    • Reference
  • CL

  • CIL

  • 小样本类增量学习FSCIL

  • UCIL

  • 多模态增量学习MMCL

  • LTCIL

  • DIL

  • 论文阅读与写作

  • 分布外检测

  • GPU

  • 深度学习调参指南

  • AINotes
  • PyTorch
  • 常用代码片段
Geeks_Z
2025-02-05
目录

数据相关

计算数据集的均值和标准差

import os
import cv2
import numpy as np
from torch.utils.data import Dataset
from PIL import Image

def compute_mean_and_std(dataset):
    # 输入PyTorch的dataset,输出均值和标准差
    mean_r = 0
    mean_g = 0
    mean_b = 0

    for img, _ in dataset:
        img = np.asarray(img) # change PIL Image to numpy array
        mean_b += np.mean(img[:, :, 0])
        mean_g += np.mean(img[:, :, 1])
        mean_r += np.mean(img[:, :, 2])

    mean_b /= len(dataset)
    mean_g /= len(dataset)
    mean_r /= len(dataset)

    diff_r = 0
    diff_g = 0
    diff_b = 0

    N = 0

    for img, _ in dataset:
        img = np.asarray(img)

        diff_b += np.sum(np.power(img[:, :, 0] - mean_b, 2))
        diff_g += np.sum(np.power(img[:, :, 1] - mean_g, 2))
        diff_r += np.sum(np.power(img[:, :, 2] - mean_r, 2))

        N += np.prod(img[:, :, 0].shape)

    std_b = np.sqrt(diff_b / N)
    std_g = np.sqrt(diff_g / N)
    std_r = np.sqrt(diff_r / N)

    mean = (mean_b.item() / 255.0, mean_g.item() / 255.0, mean_r.item() / 255.0)
    std = (std_b.item() / 255.0, std_g.item() / 255.0, std_r.item() / 255.0)
    return mean, std
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44

得到视频数据基本信息

import cv2
video = cv2.VideoCapture(mp4_path)
height = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
width = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
num_frames = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT))
fps = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FPS))
video.release()
1
2
3
4
5
6
7

TSN 每段(segment)采样一帧视频

K = self._num_segments
if is_train:
    if num_frames > K:
        # Random index for each segment.
        frame_indices = torch.randint(
            high=num_frames // K, size=(K,), dtype=torch.long)
        frame_indices += num_frames // K * torch.arange(K)
    else:
        frame_indices = torch.randint(
            high=num_frames, size=(K - num_frames,), dtype=torch.long)
        frame_indices = torch.sort(torch.cat((
            torch.arange(num_frames), frame_indices)))[0]
else:
    if num_frames > K:
        # Middle index for each segment.
        frame_indices = num_frames / K // 2
        frame_indices += num_frames // K * torch.arange(K)
    else:
        frame_indices = torch.sort(torch.cat((
            torch.arange(num_frames), torch.arange(K - num_frames))))[0]
assert frame_indices.size() == (K,)
return [frame_indices[i] for i in range(K)]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

常用训练和验证数据预处理

其中 ToTensor 操作会将 PIL.Image 或形状为 H×W×D,数值范围为 [0, 255] 的 np.ndarray 转换为形状为 D×H×W,数值范围为 [0.0, 1.0] 的 torch.Tensor。

train_transform = torchvision.transforms.Compose([
    torchvision.transforms.RandomResizedCrop(size=224,
                                             scale=(0.08, 1.0)),
    torchvision.transforms.RandomHorizontalFlip(),
    torchvision.transforms.ToTensor(),
    torchvision.transforms.Normalize(mean=(0.485, 0.456, 0.406),
                                     std=(0.229, 0.224, 0.225)),
 ])
 val_transform = torchvision.transforms.Compose([
    torchvision.transforms.Resize(256),
    torchvision.transforms.CenterCrop(224),
    torchvision.transforms.ToTensor(),
    torchvision.transforms.Normalize(mean=(0.485, 0.456, 0.406),
                                     std=(0.229, 0.224, 0.225)),
])
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

BN操作

多卡同步 BN(Batch normalization)

当使用 torch.nn.DataParallel 将代码运行在多张 GPU 卡上时,PyTorch 的 BN 层默认操作是各卡上数据独立地计算均值和标准差,同步 BN 使用所有卡上的数据一起计算 BN 层的均值和标准差,缓解了当批量大小(batch size)比较小时对均值和标准差估计不准的情况,是在目标检测等任务中一个有效的提升性能的技巧。

sync_bn = torch.nn.SyncBatchNorm(num_features,
                                 eps=1e-05,
                                 momentum=0.1,
                                 affine=True,
                                 track_running_stats=True)

1
2
3
4
5
6

将已有网络的所有 BN 层改为同步 BN 层

def convertBNtoSyncBN(module, process_group=None):
    '''Recursively replace all BN layers to SyncBN layer.

    Args:
        module[torch.nn.Module]. Network
    '''
    if isinstance(module, torch.nn.modules.batchnorm._BatchNorm):
        sync_bn = torch.nn.SyncBatchNorm(module.num_features, module.eps, module.momentum,
                                         module.affine, module.track_running_stats, process_group)
        sync_bn.running_mean = module.running_mean
        sync_bn.running_var = module.running_var
        if module.affine:
            sync_bn.weight = module.weight.clone().detach()
            sync_bn.bias = module.bias.clone().detach()
        return sync_bn
    else:
        for name, child_module in module.named_children():
            setattr(module, name) = convert_syncbn_model(child_module, process_group=process_group))
        return module
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

类似 BN 滑动平均

如果要实现类似 BN 滑动平均的操作,在 forward 函数中要使用原地(inplace)操作给滑动平均赋值。

class BN(torch.nn.Module)
    def __init__(self):
        ...
        self.register_buffer('running_mean', torch.zeros(num_features))

    def forward(self, X):
        ...
        self.running_mean += momentum * (current - self.running_mean)
1
2
3
4
5
6
7
8
上次更新: 2025/06/25, 11:25:50
参数相关
模型相关

← 参数相关 模型相关→

最近更新
01
帮助信息查看
06-08
02
常用命令
06-08
03
学习资源
06-07
更多文章>
Theme by Vdoing | Copyright © 2022-2025 Geeks_Z | MIT License
京公网安备 11010802040735号 | 京ICP备2022029989号-1
  • 跟随系统
  • 浅色模式
  • 深色模式
  • 阅读模式