mindspore.ops.BatchNorm

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class mindspore.ops.BatchNorm(is_training=False, epsilon=1e-5, momentum=0.1, data_format='NCHW')[源代码]

对输入数据进行归一化(Batch Normalization)和更新参数。

批量归一化广泛应用于卷积神经网络中。此运算对输入应用归一化,避免内部协变量偏移,详见论文 Batch Normalization: Accelerating Deep Network Training by Reducing Internal Covariate Shift 。使用mini-batch数据和学习参数进行训练,学习的参数见如下公式中,

\[y = \frac{x - mean}{\sqrt{variance + \epsilon}} * \gamma + \beta\]

其中, \(\gamma\)scale\(\beta\)bias\(\epsilon\)epsilon\(mean\)\(x\) 的均值, \(variance\)\(x\) 的方差。

警告

  • 如果该运算用于推理,并且输出"reserve_space_1"和"reserve_space_2"可用,则"reserve_space_1"的值与"mean"相同,"reserve_space_2"的值与"variance"相同。

  • 对于Ascend 310,由于平方根指令,结果精度未能达到1‰。

参数:
  • is_training (bool) - 如果 is_training 为True,则在训练期间计算 meanvariance。如果 is_training 为False,则在推理期间从checkpoint加载。默认值: False

  • epsilon (float) - 添加到分母上的值,以确保数值稳定性。默认值: 1e-5 ,取值范围为(0, 1] 。

  • momentum (float) - 动态均值和动态方差所使用的动量。(例如 \(new\_running\_mean = (1 - momentum) * running\_mean + momentum * current\_mean\))。动量值必须为[0, 1]。默认值: 0.1

  • data_format (str) - 输入数据格式,可选值有: 'NHWC''NCHW''NHWC' 仅在GPU上支持。默认值: 'NCHW'

输入:
  • input_x (Tensor) - 数据输入,shape为 \((N, C)\) 的Tensor,数据类型为float16或float32。

  • scale (Union[Parameter, Tensor]) - 输入Scalar,shape为 \((C,)\) 的Tensor或Parameter,数据类型为float16或float32。

  • bias (Union[Parameter, Tensor]) - 输入偏置项,shape为 \((C,)\) 的Tensor或Parameter,具有与 scale 相同的数据类型。

  • mean (Union[Parameter, Tensor]) - 输入均值,shape为 \((C,)\) 的Tensor或Parameter,具有与 scale 相同的数据类型。

  • variance (Union[Parameter, Tensor]) - 输入方差,shape为 \((C,)\) 的TTensor或Parameter,具有与 scale 相同的数据类型。

输出:

5个Tensor组成的tuple、归一化输入和更新的参数。

  • output_x (Tensor) - 数据类型和shape与输入 input_x 相同。shape为 \((N, C)\)

  • batch_mean (Tensor) - 输入的均值,shape为 \((C,)\) 的一维Tensor。

  • batch_variance (Tensor) - 输入的方差,shape为 \((C,)\) 的一维Tensor。

  • reserve_space_1 (Tensor) - 需要计算梯度时,被重新使用的均值,shape为 \((C,)\) 的一维Tensor。

  • reserve_space_2 (Tensor) - 需要计算梯度时,被重新使用的方差,shape为 \((C,)\) 的一维Tensor。

异常:
  • TypeError: is_training 不是bool。

  • TypeError: epsilonmomentum 的数据类型不是float。

  • TypeError: data_format 不是str。

  • TypeError: input_xscalebiasmeanvariance 不是Tensor。

  • TypeError: input_xscale 的数据类型既不是float16,也不是float32。

支持平台:

Ascend GPU CPU

样例:

>>> import mindspore
>>> import numpy as np
>>> from mindspore import Tensor, ops
>>> input_x = Tensor(np.ones([2, 2]), mindspore.float32)
>>> scale = Tensor(np.ones([2]), mindspore.float32)
>>> bias = Tensor(np.ones([2]), mindspore.float32)
>>> mean = Tensor(np.ones([2]), mindspore.float32)
>>> variance = Tensor(np.ones([2]), mindspore.float32)
>>> batch_norm = ops.BatchNorm()
>>> output = batch_norm(input_x, scale, bias, mean, variance)
>>> print(output[0])
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