tf.segment_sum详解

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定义

tf.segment_sum(
    data,
    segment_ids,
    name=None
)

Computes the sum along segments of a tensor.
对输入数据data进行分割,并按对应下标进行求和。

输入数据

data为待分割数据
segment_ids为分割下标。segment_ids的大小应与data的第一个维度长度(k)相同。且segment_ids的值应小于k。
name是该操作命名。

详解

Computes a tensor such that (output_i = \sum_j data_j) where sum is over j such that segment_ids[j] == i.
If the sum is empty for a given segment ID i, output[i] = 0.
segment_ids中的值相当于对data数据第一维度的索引。输出数据的第一个维度(output[0])为segment_ids==0的下标所对应的data的数据的求和。

示例

data = [5 1 7 2 3 4 1 3]
segment_ids = [0 2 4 1 5 2 4 1]
output = tf.segment_sum(
    data,
    segment_ids,
    name=None
)
  • segment_ids的大小与data第一维度相同。(=8)且segment_ids的每个值<8。
  • output[0] = data[segment_ids==0] = 5
  • output[2] = data[segment_ids==2] = 1+4 = 5
  • 对于segment_ids没有指定的下标(output[3])直接等于0,output[3]=0

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PyTorch 中的 `unsorted_segment_sum` 函数用于对张量中的元素按指定的段(segments)进行求和操作。与 `torch.scatter` 或 `torch.segment_reduce` 等函数不同,`unsorted_segment_sum` 不要求段索引是排序的,因此在处理非连续或无序的分段数据时非常有用。该函数通常用于图神经网络(GNN)等需要对节点或边进行分组聚合的场景。 ### 函数签名 ```python torch.unsorted_segment_sum(input, segment_ids, num_segments) ``` - `input`:输入张量,表示需要被分组求和的数据。 - `segment_ids`:一个与 `input` 第一维长度相同的张量,指定每个元素所属的段索引。 - `num_segments`:整数,表示总的段数量。 ### 使用示例 #### 示例 1:基本使用 ```python import torch # 定义输入张量 data = torch.tensor([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0]) # 定义段索引 segment_ids = torch.tensor([0, 1, 0, 1, 2]) # 计算分段求和 result = torch.unsorted_segment_sum(data, segment_ids, num_segments=3) print(result) # 输出: tensor([4.0000, 6.0000, 5.0000]) ``` 在这个例子中,`segment_ids` 指定了每个元素所属的段,`num_segments=3` 表示总共有 3 个段。结果中,索引为 `0` 的段是 `1 + 3 = 4`,索引为 `1` 的段是 `2 + 4 = 6`,索引为 `2` 的段是 `5`。 #### 示例 2:处理二维张量 ```python data = torch.tensor([[1.0, 2.0], [3.0, 4.0], [5.0, 6.0]]) segment_ids = torch.tensor([0, 1, 0]) result = torch.unsorted_segment_sum(data, segment_ids, num_segments=2) print(result) # 输出: tensor([[6.0000, 8.0000], # [3.0000, 4.0000]]) ``` 在这个例子中,每个段的求和操作在张量的行维度上进行。索引为 `0` 的段是 `[[1, 2], [5, 6]]` 的求和结果,索引为 `1` 的段是 `[[3, 4]]`。 #### 示例 3:结合图神经网络场景 ```python # 假设我们有图中的节点特征 node_features = torch.tensor([[1.0, 2.0], [3.0, 4.0], [5.0, 6.0], [7.0, 8.0]]) # 假设图中有边,edges 表示边的起点和终点 edges = torch.tensor([[0, 1], [1, 2], [2, 3], [3, 0]]) # 从边中提取目标节点索引 dst_nodes = edges[:, 1] # 聚合边的特征到目标节点 aggregated_features = torch.unsorted_segment_sum(node_features, dst_nodes, num_segments=4) print(aggregated_features) # 输出: tensor([[10.0000, 12.0000], # [1.0000, 2.0000], # [3.0000, 4.0000], # [5.0000, 6.0000]]) ``` 在这个图神经网络场景中,`unsorted_segment_sum` 被用来将边的起点特征聚合到目标节点上。 ### 注意事项 - `segment_ids` 必须是一个一维张量,且其长度应与 `input` 的第一维一致。 - 如果某个段没有对应的元素,结果中该段的值将是 `0`。 - `num_segments` 必须大于等于 `segment_ids` 中的最大值加一,否则会抛出错误。 ###
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