比较与torch.nn.BatchNorm2d的功能差异

torch.nn.BatchNorm2d

class torch.nn.BatchNorm2d(
    num_features,
    eps=1e-05,
    momentum=0.1,
    affine=True,
    track_running_stats=True
)(input) -> Tensor

更多内容详见torch.nn.BatchNorm2d。

mindspore.nn.BatchNorm2d

class mindspore.nn.BatchNorm2d(
    num_features,
    eps=1e-5,
    momentum=0.9,
    affine=True,
    gamma_init='ones',
    beta_init='zeros',
    moving_mean_init='zeros',
    moving_var_init='ones',
    use_batch_statistics=None,
    data_format='NCHW'
)(x) -> Tensor

更多内容详见mindspore.nn.BatchNorm2d。

差异对比

PyTorch：在四维输入(具有额外mini-batch和channel通道的二维输入)上应用批归一化处理，以避免内部协变量偏移。

MindSpore：此API实现功能与PyTorch基本一致，典型区别有两点。MindSpore中momentum参数默认值为0.9，与PyTorch的momentum转换关系为1-momentum，默认值行为与PyTorch相同；训练以及推理时的参数更新策略和PyTorch有所不同，详细区别请参考与PyTorch典型区别-BatchNorm。

分类	子类	PyTorch	MindSpore	差异
参数	参数1	num_features	num_features	-
	参数2	eps	eps	-
	参数3	momentum	momentum	功能一致，但PyTorch中的默认值是0.1，MindSpore中是0.9，与PyTorch的momentum转换关系为1-momentum，默认值行为与PyTorch相同
	参数4	affine	affine	-
	参数5	track_running_stats	use_batch_statistics	功能一致，不同值对应的默认方式不同，详细区别请参考与PyTorch典型区别-nn.BatchNorm2d
	参数6	-	gamma_init	γ 参数的初始化方法，默认值：”ones”。PyTorch无此参数
	参数7	-	beta_init	β 参数的初始化方法，默认值：”zeros” 。PyTorch无此参数
	参数8	-	moving_mean_init	动态平均值的初始化方法，默认值：”zeros”。PyTorch无此参数
	参数9	-	moving_var_init	动态方差的初始化方法，默认值：”ones”。PyTorch无此参数
	参数10	-	data_format	MindSpore可指定输入数据格式可为”NHWC”或”NCHW”，默认值：”NCHW”。PyTorch无此参数
输入	单输入	input	x	功能一致，参数名不同

代码示例

PyTorch中，1-momentum后的值等于MindSpore的momentum，都使用mini-batch数据和学习参数进行训练。

# PyTorch
from torch import nn, tensor
import numpy as np

m = nn.BatchNorm2d(num_features=3, momentum=0.1)
input_py = tensor(np.array([[[[0.1, 0.2], [0.3, 0.4]],
                          [[0.5, 0.6], [0.7, 0.8]],
                          [[0.9, 1], [1.1, 1.2]]]]).astype(np.float32))
output = m(input_py)
print(output.detach().numpy())
# [[[[-1.3411044  -0.44703478]
#    [ 0.4470349   1.3411044 ]]
#
#   [[-1.3411043  -0.44703442]
#    [ 0.44703496  1.3411049 ]]
#
#   [[-1.3411039  -0.44703427]
#    [ 0.44703534  1.341105  ]]]]

# MindSpore
from mindspore import Tensor, nn
import numpy as np

m = nn.BatchNorm2d(num_features=3, momentum=0.9)
m.set_train()
#  BatchNorm2d<num_features=3, eps=1e-05, momentum=0.9, gamma=Parameter (name=gamma, shape=(3,), dtype=Float32, requires_grad=True), beta=Parameter (name=beta, shape=(3,), dtype=Float32, requires_grad=True), moving_mean=Parameter (name=mean, shape=(3,), dtype=Float32, requires_grad=False), moving_variance=Parameter (name=variance, shape=(3,), dtype=Float32, requires_grad=False)>

input_ms = Tensor(np.array([[[[0.1, 0.2], [0.3, 0.4]],
                          [[0.5, 0.6], [0.7, 0.8]],
                          [[0.9, 1], [1.1, 1.2]]]]).astype(np.float32))
output = m(input_ms)
print(output)
# [[[[-1.3411045  -0.4470348 ]
#    [ 0.44703496  1.3411045 ]]
#
#   [[-1.341105   -0.4470351 ]
#    [ 0.44703424  1.3411041 ]]
#
#   [[-1.3411034  -0.44703388]
#    [ 0.44703573  1.3411053 ]]]]