【Python】numpy安装+numpy.ndarray基本使用

本文介绍了如何使用pip安装numpy库,并详细讲解了numpy.ndarray的基本用法,同时还对比了numpy与Python在性能上的差异。

numpy安装:

pip install numpy

numpy.ndarray基本使用:

import numpy as np

np.__version__    # 获取numpy的版本
# numpy.__version__  # name 'numpy' is not defined

nparr = np.array(list(range(10)))
nparr    # array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

type(nparr)    # numpy.ndarray
nparr.dtype    # 数据类型,WIN和IOS可能不一样

nparr[3]    # 3
nparr[3] = 33
nparr    # array([ 0,  1,  2, 33,  4,  5,  6,  7,  8,  9])
# nparr[5] = 'hello'    ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'hello'

nparr[5] = 55.8
nparr    # array([ 0,  1,  2, 33,  4, 55,  6,  7,  8,  9])

nparr2 = np.array([1, 2, 3.0])
nparr2.dtype    # dtype('float64')
nparr2    # array([1., 2., 3.])

nparr3 = np.array([1, 2, 3], dtype=float)
nparr3.dtype    # dtype('float64')

numpy与python性能比较:

import numpy as np

def python_test(n):
    a = [i**2 for i in range(n)]
    b = [i**3 for i in range(n)]
    c = []
    for i in range(n):
        c.append(a[i]+b[i])
    return c
python_test(10)


def numpy_test(n):
    a = np.arange(n) ** 2
    b = np.arange(n) ** 3
    c = a + b
    return c
numpy_test(10)

%time res = python_test(10000000)    # Wall time: 9.37 s

%time res = numpy_test(10000000)    # Wall time: 275 ms

注:代码来自《Python全栈工程师特训班》课程

<think>嗯,用户遇到了YOLOv10模型加载失败的问题,错误信息是'Cannot convert numpy.ndarray to numpy.ndarray'。首先,我需要回忆一下这个错误的常见原因。根据之前的引用内容,类似的错误通常与数据类型不匹配或numpy数组的格式问题有关。比如,引用3提到,当numpy数组中的元素是object类型时,无法转换为PyTorch的tensor,这时候需要强制类型转换。而引用4和5也提到了类似的问题,可能需要检查数据转换步骤。 接下来,用户提到的是模型加载失败,可能是在加载模型权重或输入数据预处理时出现了问题。YOLOv10可能使用PyTorch框架,所以需要确认输入数据是否是正确类型的numpy数组。比如,如果输入数据中包含非数值类型(如字符串),或者数组的dtype是object,就会导致转换失败。 解决方案方面,首先应该检查输入数据的类型和形状。比如,使用inputs.dtype查看数据类型,如果是object,就需要转换成float32或其他支持的类型。另外,检查数据预处理步骤是否有误,比如图像归一化是否正确,或者是否存在不一致的维度。例如,引用1提到矩阵拼接时shape不一致会导致object类型的问题,所以需要确保所有输入数据的shape一致。 另外,库的版本兼容性也是一个可能因素。引用5建议降级pandas版本来解决类型问题,但这里可能涉及到PyTorch和numpy的版本兼容性。需要确保所有相关库的版本是兼容的,尤其是PyTorch和torchvision的版本是否支持YOLOv10的要求。 还有可能需要检查模型文件是否损坏,或者加载模型的方式是否正确。比如,是否使用了正确的模型类和方法来加载权重,是否存在自定义层导致的反序列化问题。如果模型是从其他地方下载的,可能需要重新下载或转换格式。 最后,用户可能需要逐步调试,比如打印中间变量的类型和形状,使用try-except块捕获具体错误位置,或者使用调试工具检查数据流。如果这些步骤都做了还是不行,可能需要查阅YOLOv10的官方文档或社区,看看是否有已知的类似问题及解决方案。</think>针对YOLOv10模型加载时出现的`Cannot convert numpy.ndarray to numpy.ndarray`错误,以下是分步解决方案及原理分析: --- ### **问题根源分析** 此错误通常由以下原因引发: 1. **数据格式不兼容**:输入数据包含非数值类型(如字符串)或`numpy.object_`类型元素[^3][^5] 2. **维度不一致**:输入数据的维度不匹配模型要求(如多尺度特征图拼接时shape不一致)[^1] 3. **框架版本冲突**:PyTorch/Pandas/Numpy库版本不兼容导致类型转换失败[^2][^5] --- ### **解决方案** #### **第一步:验证输入数据格式** ```python # 检查输入数据的类型和形状 print("输入数据类型:", inputs.dtype) # 应为float32/int等数值类型 print("输入数据形状:", inputs.shape) # 需符合模型输入尺寸(如YOLOv10的640x640) print("是否存在NaN/Inf:", np.isnan(inputs).any() or np.isinf(inputs).any()) ``` - **若发现`object`类型**:需强制转换数据类型 ```python inputs = inputs.astype(np.float32) # 转换为PyTorch支持的float32[^3][^4] ``` #### **第二步:检查数据预处理** YOLOv10输入需满足: ```python # 标准预处理流程示例 inputs = cv2.imread(image_path) inputs = cv2.cvtColor(inputs, cv2.COLOR_BGR2RGB) inputs = cv2.resize(inputs, (640, 640)) # 确保尺寸匹配 inputs = inputs.transpose(2, 0, 1) # HWC -> CHW inputs = inputs[np.newaxis, ...] # 添加batch维度 inputs = inputs / 255.0 # 归一化[0,1] ``` #### **第三步:验证模型加载方式** ```python # 正确加载官方权重的示例 from ultralytics import YOLO # 加载预训练模型(确认文件完整性) model = YOLO('yolov10n.pt') # 从官方仓库下载最新权重 model.predict(inputs) # 测试推理 ``` #### **第四步:环境验证** 执行版本兼容性检查: ```bash # 关键库版本要求 torch==2.0.1+cu118 torchvision==0.15.2+cu118 numpy==1.23.5 pandas==1.4.2 # 版本过高可能导致类型解析异常[^5] ``` 若发现版本冲突: ```bash # 创建纯净虚拟环境 conda create -n yolov10_env python=3.8 conda activate yolov10_env pip install torch torchvision --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu118 pip install ultralytics pandas==1.4.2 ``` --- ### **高级调试技巧** 1. **类型追溯**:在数据加载流程中插入断言检查 ```python assert inputs.dtype == np.float32, f"发现无效数据类型: {inputs.dtype}" ``` 2. **梯度检查**:在模型初始化时禁用梯度计算 ```python with torch.no_grad(): outputs = model(inputs) ``` 3. **维度可视化**:使用Netron工具查看模型输入输出结构(https://netron.app) --- ### **典型错误场景对照表** | 现象 | 解决方案 | |-------|----------| | 输入包含字符串 | 使用`pd.to_numeric()`转换数据[^5] | | 多维数组shape不一致 | 统一输入尺寸`np.resize()`[^1] | | 旧版Pandas导致类型污染 | 降级到pandas==1.4.2[^5] | | CUDA内存异常 | 添加`torch.cuda.empty_cache()` | ---
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