Tensorflow

本文翻译自: 《Feeding data to TensorFlow》, 如有侵权请联系删除, 仅限于学术交流, 请勿商用。 如有谬误, 请联系指出。

TensorFlow 被设计用于高效地处理大量数据。 所以你需要记住的是, 千万不要“饿着”你的 TF 模型, 这样才能得到最好的表现。 一般来说, 有三种方法可以给你的模型“喂”数据。

常量方式(Constants

最简单的方式莫过于直接将数据当成常量嵌入你的计算图中, 如:

import tensorflow as tf
import numpy as np

actual_data = np.random.normal(size=[100])
data = tf.constant(actual_data)12345

这个方式非常高效, 但并不灵活。 一个很大的问题就是为了在其他数据集上复用你的模型, 你必须要重写你的计算图, 而且你必须同时加载所有数据, 并且一直保存在内存里, 这意味着这个方式仅仅适用于小数剧集的情况。

占位符方式(Placeholders

可以通过占位符(placeholder)的方式解决刚才常数喂养网络的问题, 如:

import tensorflow as tf
import numpy as np

data = tf.placeholder(tf.float32)
prediction = tf.square(data) + 1
actual_data = np.random.normal(size=[100])
tf.Session().run(prediction, feed_dict={data: actual_data})1234567

占位符操作符返回一个张量, 他的值在会话中通过人工指定的 feed_dict 参数得到(fetch)。

也就是说占位符其实只是占据了数据喂养的位置而已, 而不是真正的数据, 所以在训练过程中, 如果真正需要使用这个数据, 就必须要指定合法的 feed_dict, 否则将会报错。

通过 python 操作(Python ops)

还可以通过利用 python ops 喂养数据:

def py_input_fn():
    actual_data = np.random.normal(size=[100])
    return actual_data

data = tf.py_func(py_input_fn, [], (tf.float32))12345

python ops 允许你将一个常规的 python 函数转换成一个 TF 的操作。

数据集 API(Dataset API

最值得推荐的方式就是通过 TF 自带的数据集 API 进行喂养数据, 如:

actual_data = np.random.normal(size=[100])
dataset = tf.contrib.data.Dataset.from_tensor_slices(actual_data)
data = dataset.make_one_shot_iterator().get_next()123

如果你需要从文件中读入数据, 以 TFrecord 格式读写, 并使用 TFRecordDataset 读取它可能会更有效, 如下所示:

dataset = tf.contrib.data.Dataset.TFRecordDataset(path_to_data)1

查看官方文档, 了解如何将你的数据集转化为 TFrecord 格式。

dataset = ...
dataset = dataset.cache()
if mode == tf.estimator.ModeKeys.TRAIN:
    dataset = dataset.repeat()
    dataset = dataset.shuffle(batch_size * 5)
dataset = dataset.map(parse, num_threads=8)
dataset = dataset.batch(batch_size)1234567

在读入数据之后, 我们使用 Dataset.cache() 方法, 将其缓存到内存中, 使其拥有更高的效率。 在训练过程中, 我们不断地重复数据集, 这使得我们可以多次处理整个数据集。 我们也需要打乱(shuffle)数据集得到 batch, 这个 batch 将会有不同的样本分布。 下一步, 我们使用 Dataset.map() 方法, 对原始的数据(raw records)进行预处理, 将数据转换成一个模型可以识别, 利用的格式。 然后, 我们就可以通过 Dataset.batch() , 创造样本的 batch 了。