• NumPy批量处理

    在深度学习中,由于源数据都比较大,所以通常需要用到批处理,如利用批量来计算梯度的随机梯度法(SGD)就是一个典型应用。深度学习的计算一般比较复杂,并且数据量一般比较大,如果一次处理整个数据,较大概率会出现资源瓶颈。为了更有效地计算,一般将整个数据集分批次处理。

    与处理整个数据集相反的另一个极端是每次只处理一条记录,这种方法也不科学,一次处理一条记录无法充分发挥 GPU 和 NumPy 的平行处理优势。

    因此,在实际使用中往往采用批量处理(Mini-Batch)的方法。

    如何把大数据拆分成多个批次呢?可采用如下步骤:

    1. 得到数据集
    2. 随机打乱数据
    3. 定义批大小
    4. 批处理数据集

    下面我们通过一个示例来具体说明:

    import numpy as np
    
    #生成10000个形状为2X3的矩阵
    data_train = np.random.randn(2000, 2, 3)
    #这是一个3维矩阵, 第1个维度为样本数, 后两个是数据形状
    print(data_train.shape)
    #(10000,2,3)
    #打乱这10000条数据
    np.random.shuffle(data_train)
    #定义批量大小
    batch_size=100
    #进行批处理
    for i in range(0,len(data_train),batch_size):
        x_batch_sum=np.sum(data_train[i:i+batch_size])
        print("第{}批次,该批次的数据之和:{}".format(i,x_batch_sum))

    运行结果:

    (2000, 2, 3)
    第0批次,该批次的数据之和:-9.308741645955498
    第100批次,该批次的数据之和:32.35559294218453
    第200批次,该批次的数据之和:-11.861583953891046
    第300批次,该批次的数据之和:17.96593793982428
    第400批次,该批次的数据之和:-42.80131768606121
    第500批次,该批次的数据之和:-9.716756691902336
    第600批次,该批次的数据之和:-19.48607669927781
    第700批次,该批次的数据之和:3.486042861593658
    第800批次,该批次的数据之和:-14.28531351734479
    第900批次,该批次的数据之和:-32.96999579309573
    第1000批次,该批次的数据之和:-0.7251674142801512
    第1100批次,该批次的数据之和:7.5213947548894575
    第1200批次,该批次的数据之和:-10.215508100326279
    第1300批次,该批次的数据之和:-12.18791584939293
    第1400批次,该批次的数据之和:-29.792363766913127
    第1500批次,该批次的数据之和:8.767114966381298
    第1600批次,该批次的数据之和:-4.908531806928961
    第1700批次,该批次的数据之和:-7.523182605046644
    第1800批次,该批次的数据之和:5.147548514201093
    第1900批次,该批次的数据之和:41.036640967932996

    说明:批次从 0 开始,所以最后一个批次是 1900。

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