【AI | pytorch】torch.view_as_complex的使用

torch.view_as_complex(xq.float().reshape(*xq.shape[:-1], -1, 2))

1. 输入:xq

xq 是一个张量(Tensor),其形状为任意维度。通常在深度学习中,这样的张量可能是用于处理信号或复数数据的。


2. xq.float()

xq.float()xq 转换为 torch.float32 数据类型。
这一步的目的是确保张量数据类型适合接下来的操作,尤其是复数操作需要浮点类型支持。


3. xq.shape[:-1]

  • xq.shape 是张量 xq 的形状。
  • xq.shape[:-1] 获取除了最后一维之外的所有维度。

例如:如果 xq.shape(2, 3, 4), 则 xq.shape[:-1](2, 3)


4. xq.float().reshape(*xq.shape[:-1], -1, 2)

  • reshape 的作用:改变张量的形状。
  • 目标形状(*xq.shape[:-1], -1, 2)
    • *xq.shape[:-1] 保留除了最后一维外的所有维度。
    • -1 表示自动推断这一维的大小,使得总元素数量一致。
    • 2 将最后一维分成两个元素一组。
例子:

假设 xq 的形状为 (2, 3, 8),则:

  • xq.shape[:-1](2, 3)
  • reshape(*xq.shape[:-1], -1, 2) 会将 xq 转换为形状 (2, 3, 4, 2),因为原本最后一维 8 被分成了 4 组,每组有 2 个元素。

5. torch.view_as_complex()

torch.view_as_complex() 将一个形状为 (..., 2) 的张量转换为复数类型张量。

  • 假设输入张量的最后一维有两个元素 ab,则它们分别对应复数的实部和虚部。
  • 输出张量的形状为原输入的形状去掉最后一维的 2
例子:

假设输入张量形状为 (2, 3, 4, 2),则 torch.view_as_complex() 会返回形状为 (2, 3, 4) 的复数张量。


总结

这段代码的功能是:

  1. 将张量 xq 转换为浮点数。
  2. 重塑最后一维,使其能分成形状为 2 的组。
  3. 将最后一维的两组值作为复数的实部和虚部,生成复数张量。
代码功能的典型应用场景:
  • 用于处理复数信号,如频域变换(FFT)、物理仿真、或者其他涉及复数计算的任务。
示例代码:
import torch

# 假设输入 xq
xq = torch.tensor([[[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8]], [[9, 10, 11, 12], [13, 14, 15, 16]]])

# 解析代码
result = torch.view_as_complex(xq.float().reshape(*xq.shape[:-1], -1, 2))
print(result)

如果 xq 的形状为 (2, 2, 4),则输出结果会是一个形状为 (2, 2, 2) 的复数张量。

<think> 我们正在解决 `torch.view_as_complex` 在转换为 ONNX 时不被支持的问题。根据之前的讨论,我们知道 ONNX opset 13 开始原生支持这个操作。但是,用户提供的引用中显示他们可能在使用 opset 11(引用[1]中设置了 `opset_version=11`),这会导致不支持。 解决方案: 1. 升级 ONNX opset 版本到 13 或更高。 2. 确保 PyTorch 版本在 1.8 以上(推荐使用更新的版本,如 1.12+ 以获得更好的兼容性)。 3. 如果由于某些原因不能升级 opset,我们可以通过手动拆分实部和虚部来避免使用 `view_as_complex`,然后在后续计算中分别处理。 步骤: 步骤一:检查 PyTorch 版本并升级(如果需要) 步骤二:修改导出 ONNX 的代码,将 opset_version 设置为 13 或更高。 步骤三:如果仍然遇到问题,考虑重写模型,避免直接使用 `view_as_complex`。 具体操作: 方法1:升级opset(推荐) 修改导出代码中的 `opset_version` 参数为 13 或更高,例如: ```python torch.onnx.export( ..., opset_version=13, # 修改这里 ... ) ``` 方法2:手动拆分张量(如果无法升级opset) 如果由于环境限制不能升级opset,我们可以将复数张量视为两个实数张量(实部和虚部)进行处理。例如,原始代码可能是这样的: ```python complex_tensor = torch.view_as_complex(input_tensor) # input_tensor的形状为[..., 2] # 然后对complex_tensor进行一些操作 ``` 我们可以改为: ```python real = input_tensor[..., 0] imag = input_tensor[..., 1] # 然后分别对实部和虚部进行操作,比如复数的乘法、加法等都需要分别处理 ``` 但是,如果模型中有大量的复数运算,手动拆分可能会很繁琐。因此,优先推荐升级opset。 另外,注意 ONNX Runtime 的版本也需要支持复数运算(建议 ONNX Runtime>=1.7,推荐>=1.15)。 验证: 导出模型后,使用 Netron 打开 ONNX 模型,查看对应的操作是否被正确导出。或者使用 ONNX Runtime 运行模型,检查结果是否正确。 根据引用[3]提到的TorchDynamo,在新版本的PyTorch(>=2.0)中,可以使用新的导出机制(比如torch.compile),可能对ONNX导出有更好的支持,但这里我们主要关注opset版本。 因此,针对用户的问题,我们给出以下具体步骤: 1. 确保PyTorch版本>=1.8(建议>=1.12)。 2. 修改导出代码,将opset_version设置为13或更高(如16)。 3. 重新导出模型。 4. 如果导出成功,则问题解决;如果导出过程中出现其他错误,需要根据错误信息进一步调整。 如果用户使用的是较旧的PyTorch(低于1.8),则必须升级PyTorch。 如果用户的环境不允许升级,那么只能通过方法2(拆分实部虚部)来规避。 示例代码(使用方法2): 假设我们有一个使用`view_as_complex`的模型: ```python class MyModel(torch.nn.Module): def forward(self, x): # x: (batch, height, width, 2) 表示复数(最后一维是实部和虚部) complex_x = torch.view_as_complex(x) # 这里可能有一些复数操作,例如取幅值 magnitude = torch.abs(complex_x) return magnitude ``` 我们可以重写为: ```python class MyModel(torch.nn.Module): def forward(self, x): # 拆分实部和虚部 real = x[..., 0] imag = x[..., 1] # 计算幅值:sqrt(real^2+imag^2) magnitude = torch.sqrt(real**2 + imag**2) return magnitude ``` 这样,在导出ONNX时就不会出现`view_as_complex`了。 总结:优先升级opset,如果不行则重写模型避免复数操作。 注意:在重写模型时,需要将所有的复数操作(如加法、乘法、FFT等)都转换为实数操作,这可能比较复杂。因此,升级opset是最简单的方法。 最后,我们生成几个相关问题: </think> ### 解决 `torch.view_as_complex` 转换为 ONNX 不支持的问题 #### 📌 核心解决方案:升级 ONNX opset 至 13+ `torch.view_as_complex` 需要 **ONNX opset ≥ 13** 才能原生支持(PyTorch ≥ 1.8)。以下是具体操作步骤: 1. **升级 PyTorch 和 ONNX 版本** ```bash pip install torch>=1.8 onnx>=1.13 # 最低要求版本 # 推荐使用最新稳定版 pip install --upgrade torch onnx ``` 2. **修改导出代码(关键步骤)** ```python torch.onnx.export( model, input_data, "model.onnx", opset_version=13, # ★ 必须≥13 ★ input_names=["input"], output_names=["output"], dynamic_axes={"input": {0: "batch"}, "output": {0: "batch"}} ) ``` 修改后导出日志应显示:`Exporting operator aten::view_as_complex with version 13` 3. **验证导出结果** ```python import onnx model = onnx.load("model.onnx") print(f"ONNX opset: {model.opset_import[0].version}") # 应输出≥13 ``` #### ⚠️ 替代方案:手动拆分复数(兼容旧版 ONNX) 若受限于环境无法升级,可通过张量拆分实现: ```python # 原始含复数的代码 complex_data = torch.view_as_complex(input_tensor) # 替换为兼容方案(实部+虚部分解) real = input_tensor[..., 0] # 实部 imag = input_tensor[..., 1] # 虚部 # 后续计算示例(复数乘法) def complex_mul(a_real, a_imag, b_real, b_imag): return (a_real*b_real - a_imag*b_imag), (a_real*b_imag + a_imag*b_real) result_real, result_imag = complex_mul(real, imag, other_real, other_imag) ``` #### 🔍 排查建议 1. **版本检查清单** | 组件 | 最低要求 | 推荐版本 | |---|---|----| | PyTorch | ≥1.8 | ≥1.13 | | ONNX opset | ≥13 | ≥16 | | ONNX Runtime | ≥1.7 | ≥1.15 | 2. **常见错误处理** - **报错 "Unsupported: ATen operator view_as_complex"** → 检查 `opset_version` 是否设置为 13+ - **导出后推理结果不一致** → 启用 ONNX Runtime 复数支持: ```python sess_options = onnxruntime.SessionOptions() sess_options.add_session_config_entry("session.enable_complex", "1") ``` #### 💡 最佳实践 ```mermaid graph LR A[原始PyTorch模型] --> B{含复数操作?} B -->|| C[opset_version≥13] B -->|| D[opset_version≥11] C --> E[验证ONNX复数节点] D --> F[标准导出流程] E -->|失败| G[手动拆分复数] G --> H[实部虚部分别处理] ``` > **关键提示**:对于 YOLO 等视觉模型(如引用[2]),若涉及复数频谱操作,建议先升级 opset 再尝试转换。模型转换工具(如 OpenVINO)需同步升级以支持高版本 ONNX[^2]。
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