Python tf.compat.v1.data.TFRecordDataset.window用法及代碼示例

用法

window(
    size, shift=None, stride=1, drop_remainder=False, name=None
)

返回"windows" 的數據集。

每個"window" 都是一個數據集，其中包含輸入數據集元素的子集。這些是大小為 size 的有限數據集(如果沒有足夠的輸入元素來填充窗口並且 drop_remainder 評估為 False ，則可能更少)。

例如：

dataset = tf.data.Dataset.range(7).window(3)
for window in dataset:
  print(window)
<...Dataset element_spec=TensorSpec(shape=(), dtype=tf.int64, name=None)>
<...Dataset element_spec=TensorSpec(shape=(), dtype=tf.int64, name=None)>
<...Dataset element_spec=TensorSpec(shape=(), dtype=tf.int64, name=None)>

由於窗口是數據集，因此可以對其進行迭代：

for window in dataset:
  print([item.numpy() for item in window])
[0, 1, 2]
[3, 4, 5]
[6]

轉移

shift 參數確定要在每個窗口的開始之間移動的輸入元素的數量。如果窗口和元素都從 0 開始編號，則窗口 k 中的第一個元素將是輸入數據集的元素 k * shift。特別是，第一個窗口的第一個元素將始終是輸入數據集的第一個元素。

dataset = tf.data.Dataset.range(7).window(3, shift=1,
                                          drop_remainder=True)
for window in dataset:
  print(list(window.as_numpy_iterator()))
[0, 1, 2]
[1, 2, 3]
[2, 3, 4]
[3, 4, 5]
[4, 5, 6]

跨步

stride 參數確定窗口內輸入元素之間的步幅。

dataset = tf.data.Dataset.range(7).window(3, shift=1, stride=2,
                                          drop_remainder=True)
for window in dataset:
  print(list(window.as_numpy_iterator()))
[0, 2, 4]
[1, 3, 5]
[2, 4, 6]

嵌套元素

當window 轉換應用於元素是嵌套結構的數據集時，它會生成一個數據集，其中元素具有相同的嵌套結構，但每個葉子都被一個窗口替換。換句話說，嵌套應用在窗口之外，而不是在窗口內部。

類型簽名是：

def window(
    self:Dataset[Nest[T]], ...
) -> Dataset[Nest[Dataset[T]]]

將 window 應用於 Dataset 的元組給出一個窗口元組：

dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices(([1, 2, 3, 4, 5],
                                              [6, 7, 8, 9, 10]))
dataset = dataset.window(2)
windows = next(iter(dataset))
windows
(<...Dataset element_spec=TensorSpec(shape=(), dtype=tf.int32, name=None)>,
 <...Dataset element_spec=TensorSpec(shape=(), dtype=tf.int32, name=None)>)

def to_numpy(ds):
  return list(ds.as_numpy_iterator())

for windows in dataset:
  print(to_numpy(windows[0]), to_numpy(windows[1]))
[1, 2] [6, 7]
[3, 4] [8, 9]
[5] [10]

將 window 應用於字典的 Dataset 會給出 Datasets 的字典：

dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices({'a':[1, 2, 3],
                                              'b':[4, 5, 6],
                                              'c':[7, 8, 9]})
dataset = dataset.window(2)
def to_numpy(ds):
  return list(ds.as_numpy_iterator())

for windows in dataset:
  print(tf.nest.map_structure(to_numpy, windows))
{'a':[1, 2], 'b':[4, 5], 'c':[7, 8]}
{'a':[3], 'b':[6], 'c':[9]}

展平窗口數據集

Dataset.flat_map 和 Dataset.interleave 方法可用於將窗口數據集展平為單個數據集。

flat_map 的參數是一個從數據集中獲取元素並返回 Dataset 的函數。 flat_map 按順序將生成的數據集鏈接在一起。

例如，要將每個窗口變成密集張量：

size = 3
dataset = tf.data.Dataset.range(7).window(size, shift=1,
                                          drop_remainder=True)
batched = dataset.flat_map(lambda x:x.batch(3))
for batch in batched:
  print(batch.numpy())
[0 1 2]
[1 2 3]
[2 3 4]
[3 4 5]
[4 5 6]