Transformaties

Tensortransformaties

Deze les behandelt de geavanceerde bewerkingen van het transformeren van tensors.

Tensortransformaties zijn essentieel bij het verwerken van data. Naarmate men zich verder verdiept in deep learning en datawetenschap, wordt het duidelijk dat de data die men tegenkomt niet altijd in het gewenste formaat is. Deze les introduceert methoden in TensorFlow waarmee de structuur en inhoud van tensors gemanipuleerd kunnen worden om aan specifieke eisen te voldoen.

Tensors herschikken

Bij het werken met tensors is het soms nodig om de vorm te veranderen zonder de onderliggende data aan te passen. tf.reshape() is hierbij erg handig.

Werking:

Herschikken verandert de structuur van de tensor, maar niet de data. Het totaal aantal elementen moet voor en na het herschikken hetzelfde blijven;
De functie vult de nieuwe vorm rij-voor-rij (van links naar rechts, van boven naar beneden).


              1234567891011121314
            
import tensorflow as tf

# Create a tensor with shape (3, 2)
tensor = tf.constant([[1, 2], [3, 4], [5, 6]])

# Reshape the tensor to shape (2, 3)
reshaped_tensor = tf.reshape(tensor, (2, 3))
print(reshaped_tensor)
print('-' * 50)

# Reshape the tensor to shape (6, 1); 
# The size of the first dimention is determined automatically
reshaped_tensor = tf.reshape(tensor, (-1, 1))
print(reshaped_tensor)

Opmerking

Bij het specificeren van de nieuwe vorm mag één dimensie -1 zijn. TensorFlow berekent de grootte van die dimensie zodat de totale grootte gelijk blijft.

Dit is vooral handig wanneer je tensors aan een neuraal netwerk wilt aanbieden, maar de dimensies niet overeenkomen met de inputvorm van het netwerk.

Slicing

Slicing helpt je een deel van een tensor op te halen. Het is vergelijkbaar met het slicen van lijsten in Python, maar dan uitgebreid naar multi-dimensionale tensors.

Hoe het werkt:

tf.slice() haalt een deel uit een tensor. Hiervoor zijn het startindex voor de slice en de grootte van de slice vereist;
Als de grootte -1 is, betekent dit alle elementen in die dimensie.


              12345678910111213
            
import tensorflow as tf

# Create a tensor
tensor = tf.constant([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

# Slice tensor to extract sub-tensor from index (0, 1) of size (1, 2)
sliced_tensor = tf.slice(tensor, begin=(0, 1), size=(1, 2))
print(sliced_tensor)
print('-' * 50)

# Slice tensor to extract sub-tensor from index (1, 0) of size (2, 2)
sliced_tensor = tf.slice(tensor, (1, 0), (2, 2))
print(sliced_tensor)

Opmerking

Altijd rekening houden met de nul-gebaseerde indexering van TensorFlow, vergelijkbaar met de native indexering van Python. Handig voor het extraheren van specifieke kenmerken of datapunten uit een grotere dataset.

Gegevens wijzigen

Er is een andere manier van slicen die je ook toestaat om de originele gegevens te wijzigen, vergelijkbaar met het slicen van arrays in NumPy.

Werking:

Met behulp van [] kun je eenvoudig tensors slicen en indexeren, vergelijkbaar met NumPy-slicing. Deze methode maakt het mogelijk om specifieke rijen, kolommen of elementen van een tensor te selecteren;
Met tf.Variable() wordt de tensor muteerbaar, waardoor directe wijzigingen via slicing mogelijk zijn;
Om de waarden van het geselecteerde subtensor te wijzigen, gebruik je de .assign()-methode met een tensor of lijst die dezelfde vorm heeft.


              12345678910111213
            
import tensorflow as tf

# Create a mutable tensor
tensor = tf.Variable([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

# Change the entire first row 
tensor[0, :].assign([0, 0, 0])
print(tensor)
print('-' * 80)

# Modify the second and the third columns 
tensor[:, 1:3].assign(tf.fill((3,2), 1))
print(tensor)

Opmerking

De slicing-syntaxis in TensorFlow is grotendeels geïnspireerd op NumPy, dus als je bekend bent met NumPy, is de overstap naar TensorFlow's slicing-mechanisme eenvoudig;
Gebruik altijd tf.Variable() voor bewerkingen waarbij tensor-mutabiliteit vereist is.

Concatenatie

Concatenatie maakt het mogelijk om meerdere tensors samen te voegen langs een opgegeven as.

Werking:

tf.concat() combineert tensors. De methode vereist een lijst van tensors die je wilt samenvoegen en de as waarlangs de operatie wordt uitgevoerd;
De as is nul-gebaseerd. Een as van 0 verwijst naar rijen (verticaal) en een as van 1 verwijst naar kolommen (horizontaal).


              123456789101112131415161718
            
import tensorflow as tf

# Create two tensors
tensor1 = tf.constant([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
tensor2 = tf.constant([[7, 8, 9]])

# Concatenate tensors vertically (along rows)
concatenated_tensor = tf.concat([tensor1, tensor2], axis=0)
print(concatenated_tensor)
print('-' * 50)

# Create another set of tensors
tensor3 = tf.constant([[1, 2], [4, 5]])
tensor4 = tf.constant([[3], [6]])

# Concatenate tensors horizontally (along columns)
concatenated_tensor = tf.concat([tensor3, tensor4], axis=1)
print(concatenated_tensor)

Opmerking

Zorg ervoor dat de tensors die je samenvoegt overeenkomende dimensies hebben op de niet-geconcateneerde assen;
Deze bewerking lijkt op numpy.concatenate(), maar is aangepast voor TensorFlow-tensors.

Was alles duidelijk?

Bedankt voor je feedback!

Sectie 2. Hoofdstuk 3

single

Veeg om het menu te tonen

Tensortransformaties

Deze les behandelt de geavanceerde bewerkingen van het transformeren van tensors.

Tensors herschikken

Bij het werken met tensors is het soms nodig om de vorm te veranderen zonder de onderliggende data aan te passen. tf.reshape() is hierbij erg handig.

Werking:

Herschikken verandert de structuur van de tensor, maar niet de data. Het totaal aantal elementen moet voor en na het herschikken hetzelfde blijven;
De functie vult de nieuwe vorm rij-voor-rij (van links naar rechts, van boven naar beneden).


              1234567891011121314
            
import tensorflow as tf

# Create a tensor with shape (3, 2)
tensor = tf.constant([[1, 2], [3, 4], [5, 6]])

# Reshape the tensor to shape (2, 3)
reshaped_tensor = tf.reshape(tensor, (2, 3))
print(reshaped_tensor)
print('-' * 50)

# Reshape the tensor to shape (6, 1); 
# The size of the first dimention is determined automatically
reshaped_tensor = tf.reshape(tensor, (-1, 1))
print(reshaped_tensor)

Opmerking

Bij het specificeren van de nieuwe vorm mag één dimensie -1 zijn. TensorFlow berekent de grootte van die dimensie zodat de totale grootte gelijk blijft.

Dit is vooral handig wanneer je tensors aan een neuraal netwerk wilt aanbieden, maar de dimensies niet overeenkomen met de inputvorm van het netwerk.

Slicing

Slicing helpt je een deel van een tensor op te halen. Het is vergelijkbaar met het slicen van lijsten in Python, maar dan uitgebreid naar multi-dimensionale tensors.

Hoe het werkt:

tf.slice() haalt een deel uit een tensor. Hiervoor zijn het startindex voor de slice en de grootte van de slice vereist;
Als de grootte -1 is, betekent dit alle elementen in die dimensie.


              12345678910111213
            
import tensorflow as tf

# Create a tensor
tensor = tf.constant([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

# Slice tensor to extract sub-tensor from index (0, 1) of size (1, 2)
sliced_tensor = tf.slice(tensor, begin=(0, 1), size=(1, 2))
print(sliced_tensor)
print('-' * 50)

# Slice tensor to extract sub-tensor from index (1, 0) of size (2, 2)
sliced_tensor = tf.slice(tensor, (1, 0), (2, 2))
print(sliced_tensor)

Opmerking

Gegevens wijzigen

Er is een andere manier van slicen die je ook toestaat om de originele gegevens te wijzigen, vergelijkbaar met het slicen van arrays in NumPy.

Werking:

Met behulp van [] kun je eenvoudig tensors slicen en indexeren, vergelijkbaar met NumPy-slicing. Deze methode maakt het mogelijk om specifieke rijen, kolommen of elementen van een tensor te selecteren;
Met tf.Variable() wordt de tensor muteerbaar, waardoor directe wijzigingen via slicing mogelijk zijn;
Om de waarden van het geselecteerde subtensor te wijzigen, gebruik je de .assign()-methode met een tensor of lijst die dezelfde vorm heeft.


              12345678910111213
            
import tensorflow as tf

# Create a mutable tensor
tensor = tf.Variable([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

# Change the entire first row 
tensor[0, :].assign([0, 0, 0])
print(tensor)
print('-' * 80)

# Modify the second and the third columns 
tensor[:, 1:3].assign(tf.fill((3,2), 1))
print(tensor)

Opmerking

De slicing-syntaxis in TensorFlow is grotendeels geïnspireerd op NumPy, dus als je bekend bent met NumPy, is de overstap naar TensorFlow's slicing-mechanisme eenvoudig;
Gebruik altijd tf.Variable() voor bewerkingen waarbij tensor-mutabiliteit vereist is.

Concatenatie

Concatenatie maakt het mogelijk om meerdere tensors samen te voegen langs een opgegeven as.

Werking:

tf.concat() combineert tensors. De methode vereist een lijst van tensors die je wilt samenvoegen en de as waarlangs de operatie wordt uitgevoerd;
De as is nul-gebaseerd. Een as van 0 verwijst naar rijen (verticaal) en een as van 1 verwijst naar kolommen (horizontaal).


              123456789101112131415161718
            
import tensorflow as tf

# Create two tensors
tensor1 = tf.constant([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
tensor2 = tf.constant([[7, 8, 9]])

# Concatenate tensors vertically (along rows)
concatenated_tensor = tf.concat([tensor1, tensor2], axis=0)
print(concatenated_tensor)
print('-' * 50)

# Create another set of tensors
tensor3 = tf.constant([[1, 2], [4, 5]])
tensor4 = tf.constant([[3], [6]])

# Concatenate tensors horizontally (along columns)
concatenated_tensor = tf.concat([tensor3, tensor4], axis=1)
print(concatenated_tensor)

Opmerking

Zorg ervoor dat de tensors die je samenvoegt overeenkomende dimensies hebben op de niet-geconcateneerde assen;
Deze bewerking lijkt op numpy.concatenate(), maar is aangepast voor TensorFlow-tensors.

Taak

Veeg om te beginnen met coderen

Achtergrond

Je werkt met een dataset bestaande uit metingen van verschillende sensoren die op diverse geografische locaties zijn geplaatst. Deze sensoren registreren weergerelateerde gegevens zoals temperatuur, luchtdruk en genormaliseerde geografische coördinaten.

Tijdens het samenstellen van de metingen ontdekte je echter dat sommige gegevens onjuist zijn vastgelegd.

Je hebt ook nieuwe metingen van andere sensoren ontvangen die je moet toevoegen.

Datasetinformatie

main_dataset: Een tensor met vorm (6, 4) die 6 metingen weergeeft. Elke rij is een sample en de kolommen vertegenwoordigen de volgende kenmerken:
- Temperatuur (in Celsius);
- Luchtdruk (in hPa);
- Genormaliseerde breedtegraad;
- Genormaliseerde lengtegraad.
error_correction_data: Een tensor met vorm (2, 4) die 2 gecorrigeerde metingen voor foutieve data in de hoofd-dataset bevat.
additional_data: Een tensor met vorm (3, 4) die 3 nieuwe metingen bevat.

Doelstelling

Bereid een gecorrigeerde en volledige dataset voor weersvoorspelling voor:

Gegevenscorrectie:
- Je hebt vastgesteld dat de metingen op de 2e en 5e rij van de main_dataset onnauwkeurig waren. Vervang deze rijen in de main_dataset door de rijen uit error_correction_data.
Toevoegen van extra gegevens:
- Concateneer de main_dataset met additional_data om de nieuwe metingen toe te voegen.
Batch-reshaping:
- Voor batchtraining wil je de dataset opdelen in batches met 3 metingen per batch. Reshape complete_dataset, waarbij de eerste dimensie de batchgrootte weergeeft en de tweede dimensie het aantal metingen per batch.

Oplossing

Schakel over naar desktop voor praktijkervaringGa verder vanaf waar je bent met een van de onderstaande opties

Was alles duidelijk?

Bedankt voor je feedback!

Sectie 2. Hoofdstuk 3

single

Vraag AI

Vraag wat u wilt of probeer een van de voorgestelde vragen om onze chat te starten.