tf中几种mask的介绍

一：tf.sequence_mask()函数

这个函数目前我主要用于数据填充时候使用。

文章目录

• tf.sequence_mask()函数
• 1.函数介绍
• 2.参数解释
• 要点解释：
• 3.函数举例
• 4.注意事项和应用场景

1.函数介绍

这个是官方定义，耐心看完解释再看后面的例子，你会一下就懂了。

# 函数定义
sequence_mask(
    lengths,
    maxlen=None,
    dtype=tf.bool,
    name=None
)
# 返回数据
return mask类型数据

2.参数解释
函数返回的一个mask张量，默认其中内部元素类型是tf.bool（布尔变量）
经过tf.Session()打印可以得到一个array数据。
注解：一般实际代码中选择数据类型为tf.float32，这样True会变成1.，同理False变成0.，看不懂可以继续往下看

要点解释：
1.返回值mask张量：默认mask张量就是布尔格式的一种张量表达，只有True和 False 格式，也可以通过参数dtype指定其他数据格式。

2.参数lengths：顾名思义表示的是长度；可以是标量，也可以是列表 [ ] ，也可以是二维列表[ [ ],[ ] ,…]，甚至是多维列表…。一般列表类型的用的比较多

3.参数maxlen：当默认None，默认从lengths中获取最大的那个数字，决定返回mask张量的长度；当为N时，返回的是N长度。
如果觉得晦涩，举例，看完就懂了：

3.函数举例
当参数lenghts是标量

import tensorflow as tf

lenght = 4 
mask_data = tf.sequence_mask(lengths=lenght)
# 输出结果,输出结果是长度为4的array，前四个True
array([ True,  True,  True,  True])

# 定义maxlen时
mask_data = tf.sequence_mask(lengths=lenght,maxlen=6)
# 输出结果,输出结果是长度为6的array，前四个True
array([ True,  True,  True,  True, False, False])

# 定义dtype时
mask_data = tf.sequence_mask(lengths=lenght,maxlen=6,dtype=tf.float32)
# 输出结果,输出结果是长度为6的array，前四个1.0
array([1., 1., 1., 1., 0., 0.], dtype=float32)

2. 当参数lenghts是[ list ]，这个形式的非常常用，主要是针对数据填充用的非常多。比如我一个batch_data有10个数据，每个数据是一个句子，每个句子不可能是一样长的，肯定有短的需要填充0元素，那么lengths就专门记录每个句子的长度的。

# 比如这个lenght就是记录了第一个句子2个单词，第二个句子2个单词，第三个句子4个单词
lenght = [2,2,4] 
mask_data = tf.sequence_mask(lengths=lenght)
# 长度为max(lenght)
array([[ True,  True, False, False],
       [ True,  True, False, False],
       [ True,  True,  True,  True]])

# 定义maxlen时
mask_data = tf.sequence_mask(lengths=lenght,maxlen=6)
# 长度为maxlen
array([[ True,  True, False, False, False, False],
       [ True,  True, False, False, False, False],
       [ True,  True,  True,  True, False, False]])

# 定义dtype时
mask_data = tf.sequence_mask(lengths=lenght,maxlen=6,dtype=tf.float32)
# 长度为maxlen，数据格式为float32
array([[1., 1., 0., 0., 0., 0.],
       [1., 1., 0., 0., 0., 0.],
       [1., 1., 1., 1., 0., 0.]], dtype=float32)

3. 当参数lenghts是[[ list ]…] 在NLP中用的比较少，我就举一个例子

lenght = [[2,2,4],[3,4,5]]
mask_data = tf.sequence_mask(lengths=lenght)
# 输出
array([[[ True,  True, False, False, False],
        [ True,  True, False, False, False],
        [ True,  True,  True,  True, False]],

       [[ True,  True,  True, False, False],
        [ True,  True,  True,  True, False],
        [ True,  True,  True,  True,  True]]])

4.注意事项和应用场景
这个填充很多时候lenghts不是我们举例子这样使用的固定长度length，大多数时候都是使用了tf.data.Dataset得到的数据。

应用场景主要是在填充计算时候使用，比如你把没有单词的位置填充了0，如果纳入了前向传播计算，影响了最终经验损失函数的结果。那么我们如果通过tf.sequence_mask得到的mask张量，与损失函数结果进行对照相乘，可以去掉无用的损失值，保证了计算的准确性

一：tf.boolean_mask()函数

tensorflow 里的一个函数，在做目标检测（YOLO）时常常用到。

其中b一般是bool型的n维向量，若a.shape=[3,3,3]    b.shape=[3,3]    

则  tf.boolean_mask(a,b) 将使a (m维)矩阵仅保留与b中“True”元素同下标的部分，并将结果展开到m-1维。

例：应用在YOLO算法中返回所有检测到的各类目标（车辆、行人、交通标志等）的位置信息（bx,by,bh,bw）

下面用代码类解释：　　

a = np.random.randn(3, 3, 3)
b = np.max(a,-1)
c=  b >0.5
print("a="+str(a))
print("b="+str(b))
print("c="+str(c))
with tf.Session() as sess:
    d=tf.boolean_mask(a,c)
print("d="+str(d.eval(session=sess)))

输出：

a=[[[ 0.09155271  0.09282064  1.40717416]
  [-0.23405791  0.49668615 -2.04293241]
  [-1.88603236 -2.0345092   1.49677093]]

 [[-0.93868614 -0.12003641 -1.48570443]
  [-0.73984936 -0.85963706 -0.81079767]
  [ 1.28287865  2.00767207 -1.28853578]]

 [[-0.49265434 -0.50572453  0.31728808]
  [-0.24718764 -0.13105037 -0.87185338]
  [-0.43106541  0.52068668  1.54395911]]]
b=[[ 1.40717416  0.49668615  1.49677093]
 [-0.12003641 -0.73984936  2.00767207]
 [ 0.31728808 -0.13105037  1.54395911]]
c=[[ True False  True]
 [False False  True]
 [False False  True]]
d=[[ 0.09155271  0.09282064  1.40717416]
 [-1.88603236 -2.0345092   1.49677093]
 [ 1.28287865  2.00767207 -1.28853578]
 [-0.43106541  0.52068668  1.54395911]]

首先，a = np.random.randn(3,3,3)生成3*3*3的张量，其次b = np.max(a, -1)表示在最后一个轴（此时为2）的方向上去最大值，此时将3*3*3的张量变为3*3的张量，然后执行c = b>0.5，c的结果为一个3*3的布尔型张量。最后执行tf.boolean_mask(a,c),将使a (3维)张量仅保留与c中“True”元素同下标的部分，并将结果展开到2维。