Tensorflow 利用tf.contrib.learn建立输入函数的方法

在TensorFlow中，`tf.contrib.learn`库提供了一种便捷的方式来构建机器学习模型，特别是对于数据预处理和输入管道的管理。本篇文章将详细介绍如何利用`tf.contrib.learn`中的`input_fn`方法来构建自定义的输入管道，以便对大规模特征进行预处理。 在实际的机器学习项目中，特征预处理是非常关键的一步。它可能涉及到处理缺失值、异常值，进行数据规范化，以及处理不同类型的数据。为了使代码更加清晰和模块化，我们可以将所有这些预处理步骤封装到一个名为`input_fn`的函数中。这样，我们只需在训练、评估或预测模型时调用该函数，就能将预处理后的数据传递给模型。 1. 使用`input_fn`自定义输入管道 当使用`tf.contrib.learn`训练神经网络时，通常可以直接将特征和标签数据传入`.fit()`, `.evaluate()`, `.predict()`等方法。例如，如以下代码所示，加载Iris数据集并直接传入`classifier.fit()`进行训练： ```python training_set = tf.contrib.learn.datasets.base.load_csv_with_header( filename=IRIS_TRAINING, target_dtype=np.int, features_dtype=np.float32) Test_set = tf.contrib.learn.datasets.base.load_csv_with_header( filename=IRIS_TEST, target_dtype=np.int, features_dtype=np.float32) classifier.fit(x=training_set.data, y=training_set.target, steps=2000) ``` 然而，当原始数据需要大量预处理时，我们可以使用`input_fn`。`input_fn`允许我们编写一个自定义函数，将所有预处理逻辑集中在一起，并通过管道将处理后的数据传递给模型。 1.1 `input_fn`函数的结构 一个基本的`input_fn`函数如下所示： ```python def my_input_fn(): # 预处理你的数据... # ...然后返回特征和标签数据 return feature_cols, labels ``` 在这个函数中，首先对数据进行预处理，然后返回两个部分： - 特征数据（`feature_cols`）：一个字典，键是特征的名称，值是对应的Tensor数据。 - 标签数据（`labels`）：一个Tensor，包含了所有样本的标签。 1.2 将特征数据转换为Tensor形式 如果特征和标签数据存储在Pandas DataFrame或NumPy数组中，我们需要在返回时将它们转换为Tensor。以下是两种常见的转换方式： 对于连续型数据，可以使用`tf.constant`创建Tensor： ```python feature_column_data = [1, 2.4, 0, 9.9, 3, 120] feature_tensor = tf.constant(feature_column_data) ``` 对于稀疏数据或类别数据，可以使用`tf.SparseTensor`： ```python sparse_tensor = tf.SparseTensor( indices=[[0, 1], [2, 4]], values=[6, 0.5], dense_shape=[3, 5]) ``` `tf.SparseTensor`需要三个参数： - `dense_shape`：Tensor的形状，例如`[3, 6]`表示一个3行6列的Tensor；`[2, 3, 4]`表示一个2x3x4的Tensor；`[9]`表示一个长度为9的一维Tensor。 - `indices`：非零元素的位置。 - `values`：非零元素的值。 总结来说，`tf.contrib.learn`的`input_fn`是构建高效、可扩展和易于维护的TensorFlow模型输入流程的关键工具。它允许我们将复杂的预处理步骤封装在一个函数中，确保了数据在训练、评估和预测过程中的一致性，同时使得代码更加模块化，提高了代码的可读性和复用性。在实际应用中，根据具体需求编写`input_fn`，能够有效地处理各种数据挑战，从而提高模型的性能和泛化能力。