PyTorch torch.nn.InstanceNorm2d Funktion

PyTorch torch.nn 参考手册PyTorch torch.nn Referenzhandbuch


torch.nn.InstanceNorm2dEs ist das Instanznormalisierungsmodul in PyTorch.

Es normalisiert jeden Kanal jedes Samples unabhängig und wird häufig beim Style Transfer verwendet.

Funktionsdefinition

torch.nn.InstanceNorm2d(num_features, eps=1e-05, momentum=0.1, affine=False, track_running_stats=False)

Parameters

  • num_features: Anzahl der Kanäle
  • affine: ob lernbare Parameter verwendet werden

Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Grundlegende Verwendung

Beispiel

import torch
import torch.nn as nn

inorm = nn.InstanceNorm2d(64)

# Eingabe
x = torch.randn(4, 64, 16, 16)
output = inorm(x)

print("Eingabe:", x.shape, "-> Ausgabe:", output.shape)

Beispiel 2: Style Transfer

Beispiel

import torch
import torch.nn as nn

# Style-Transfer-Netzwerke verwenden häufig InstanceNorm
class StyleNet(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(StyleNet, self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(3, 32, 3, padding=1)
        self.in1 = nn.InstanceNorm2d(32)
        self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, 3, padding=1)
        self.in2 = nn.InstanceNorm2d(64)

    def forward(self, x):
        x = self.conv1(x)
        x = self.in1(x)
        x = torch.relu(x)
        x = self.conv2(x)
        x = self.in2(x)
        return x

net = StyleNet()
x = torch.randn(1, 3, 256, 256)
output = net(x)

print("Eingabe:", x.shape, "-> Ausgabe:", output.shape)

Beispiel 3: Vergleich mit BatchNorm

Beispiel

import torch
import torch.nn as nn

bn = nn.BatchNorm2d(32)
inorm = nn.InstanceNorm2d(32)

x = torch.randn(4, 32, 8, 8)

print("BatchNorm Mittelwert:", bn(x).mean(dim=(0, 2, 3))[:5].tolist())
print("InstanceNorm Mittelwert:", inorm(x).mean(dim=(0, 2, 3))[:5].tolist())

Anwendungsfälle

  • Stilübertragung: NIN、AdaIN
  • Textursynthese
  • Kleiner Batch: geeignet für batch=1

Hinweis: Standardmäßig affine=False, enthält keine lernbaren Parameter.


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