深度学习框架 Mrdflow

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Python
跨平台
2022-05-14
ZhouChengyu

MrdFlow 的定位是基于 NumPy 的深度学习框架,采用自动微分作为求导算法,支持多种运算求导。MrdFlow 内置神经网络模块,可以使用 MrdFlow 提供的 Api,编写神经网络,并进行训练。

软件地址:http://github.com/Zhou-chengy/mrdflow

相关文档地址:http://mrdflow.github.io

下载方式

pip install mrdflow==1.1.0b2
 

使用说明:

1 autograd

1.1 Tensor数组

Tensor是autograd的核心,你可以通过以下方式创建Tensor

import mrdflow.autograd as ag
x = ag.arange(12)
#创建一个shape为(12,)的Tensor数组x,其功能等同于numpy.arange.
y = ag.zeros(12,12,grad=True)
#创建一个shape为(12,12)的Tensor数组y,其功能等同于numpy.zeros,你可以将grad设置为True,这样可以自动求导
z = ag.randn(12,12,grad=True)
#创建一个shape为(12,12)的Tensor数组z,其功能等同于numpy.random.randn,你可以将grad设置为True,这样可以自动求导

可以使用Tensor.gradient求导

import mrdflow.autograd as ag
x = ag.arange(12)
y = ag.sin(x/2)
y.gradient()
print(x.grad)
#求导出y对x导数

Tensor内置了许多函数,以下是个例子

import mrdflow.autograd as ag
import numpy as np
x = ag.arange(12).reshape(3,4)
y = ag.arange(12).reshape(4,3)
print(ag.dot(x,y))
#ag.dot:矩阵乘法函数
c = x.F
c = x.T
#Tensor.F:归一化,等同于numpy.ndarray.Flatten()
#Tensor.T:矩阵转置,等同于numpy.transpose(x)
v = x.numpy()
#将x转换成numpy.ndarray

Tensor数组无法直接转换成numpy数组,必须通过Tensor.numpy()进行转换

1.2 Op算子

Tensor数组的运算是基于Op算子的,无论是Exp还是矩阵乘法。Op算子有2个属性,分别是compute和gradient。compute处理计算,gradient进行反向求导。

import mrdflow.autograd as ag
class TestOp(ag.Op):
    def compute(inputs:list):
        """进行运算操作,将您的计算结果保存为self.re"""
        return Tensor(self.re,op=self,grad=True)
    def gradient(self,inputs,grad):
        inputs[0].backward(grad)
        #grad*导数值

2 神经网络

2.1 mnist

下面是用mrdflow训练模型识别手写数字的例子。请确保下载好mnist.npz文件,下载链接

import mrdflow as mf
from mrdflow import autograd as ag
import numpy as np
#通过Mrdflow导入数据,返回一个DataLoader对象
data = mf.data.NpzLoader('mnist.npz',x='x_train',y='y_train',batch_size=10)
def x_train_data(x):
    return (ag.Tensor(x)/255).reshape(1,28,28)
def one_hot(y):
    v = ag.zeros(10)
    v[y] = 1
    return v
#DataLoader内置的数据处理功能
data.dataprocessing(x_train_data,obj='x')
data.dataprocessing(one_hot,obj='y')
def test(model,x,y):
    p = len(x)
    o = 0
    for i in range(0,p):
        tx = np.argmax(model.predict(ag.Tensor(x[i]/255)).array)
        ty = y[i]
        if tx==ty:
            o += 1
    return o/p
#构建模型
model = mf.nn.Sequential([mf.nn.layer.Conv2d([28,28],[4,4],activation=mf.relu,pad='VALID'),
                       mf.nn.layer.MaxPooling2d([5,5]),
                       mf.nn.layer.Dense(5*5,10,activation=mf.softmax)])
#选择优化器,设定学习率为0.1
model.compile(optimizer=mf.nn.Adam,lr=0.1)
#从Mrdflow 1.1.0 B1开始,不支持直接输入list的训练方法
# data:mf.data.DataLoader
model.fit(data=data,epoch=100)
#训练100轮,每轮对10个数据进行训练
model.save('mnist.h5')

#保存模型
#model.loadz('mnist.h5')
#重构模型导入模型

详细使用方法

参考官方文档

mrdflow

 

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