Как* на самом деле * читать данные CSV в TensorFlow?


Я относительно новичок в мире тензорного потока, и довольно озадачен тем, как вы бы на самом деле прочитайте данные CSV в полезный пример / тензоры меток в TensorFlow. Пример из TensorFlow учебное пособие по чтению в формате CSV данных довольно фрагментирован и только дает вам часть пути к тому, чтобы иметь возможность тренироваться на данных CSV.

вот мой код, который я собрал вместе, основываясь на этом учебнике CSV:

from __future__ import print_function
import tensorflow as tf

def file_len(fname):
    with open(fname) as f:
        for i, l in enumerate(f):
            pass
    return i + 1

filename = "csv_test_data.csv"

# setup text reader
file_length = file_len(filename)
filename_queue = tf.train.string_input_producer([filename])
reader = tf.TextLineReader(skip_header_lines=1)
_, csv_row = reader.read(filename_queue)

# setup CSV decoding
record_defaults = [[0],[0],[0],[0],[0]]
col1,col2,col3,col4,col5 = tf.decode_csv(csv_row, record_defaults=record_defaults)

# turn features back into a tensor
features = tf.stack([col1,col2,col3,col4])

print("loading, " + str(file_length) + " line(s)n")
with tf.Session() as sess:
  tf.initialize_all_variables().run()

  # start populating filename queue
  coord = tf.train.Coordinator()
  threads = tf.train.start_queue_runners(coord=coord)

  for i in range(file_length):
    # retrieve a single instance
    example, label = sess.run([features, col5])
    print(example, label)

  coord.request_stop()
  coord.join(threads)
  print("ndone loading")

и здесь это краткий пример из файла CSV, который я загружаю-довольно основные данные - 4 столбца функций и 1 столбец меток:

0,0,0,0,0
0,15,0,0,0
0,30,0,0,0
0,45,0,0,0

все код выше делает это печать каждого примера из файла CSV, один за другим, что, хотя и приятно, довольно бесполезно для обучения.

то, с чем я борюсь здесь,-это то, как вы на самом деле превратите эти отдельные примеры, загруженные один за другим, в набор данных для обучения. Например, вот записная книжка я работал на курсе глубокого обучения Udacity. Я в основном хочу взять данные CSV, которые я загружаю, и плюхнуть его в что-то вроде train_dataset и train_labels:

def reformat(dataset, labels):
  dataset = dataset.reshape((-1, image_size * image_size)).astype(np.float32)
  # Map 2 to [0.0, 1.0, 0.0 ...], 3 to [0.0, 0.0, 1.0 ...]
  labels = (np.arange(num_labels) == labels[:,None]).astype(np.float32)
  return dataset, labels
train_dataset, train_labels = reformat(train_dataset, train_labels)
valid_dataset, valid_labels = reformat(valid_dataset, valid_labels)
test_dataset, test_labels = reformat(test_dataset, test_labels)
print('Training set', train_dataset.shape, train_labels.shape)
print('Validation set', valid_dataset.shape, valid_labels.shape)
print('Test set', test_dataset.shape, test_labels.shape)

Я пробовал использовать tf.train.shuffle_batch, как это, но он просто необъяснимо висит:

  for i in range(file_length):
    # retrieve a single instance
    example, label = sess.run([features, colRelevant])
    example_batch, label_batch = tf.train.shuffle_batch([example, label], batch_size=file_length, capacity=file_length, min_after_dequeue=10000)
    print(example, label)

Итак, чтобы подвести итог, вот мои вопросы:

  • что мне не хватает в этом процессе?
    • похоже, что есть какая-то ключевая интуиция что мне не хватает о том, как правильно построить входной трубопровод.
  • есть ли способ избежать необходимости знать длину файла CSV?
    • он чувствует себя довольно неэлегантно, чтобы знать количество строк, которые вы хотите обработать (for i in range(file_length) строка кода выше)

Edit: Как только Ярослав указал, что я, скорее всего, перепутал императив и построение графика части здесь, это начало становиться яснее. Я смог собрать следующий код, который, я думаю, ближе к тому, что обычно делается при обучении модели из CSV (исключая любой код обучения модели):

from __future__ import print_function
import numpy as np
import tensorflow as tf
import math as math
import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('dataset')
args = parser.parse_args()

def file_len(fname):
    with open(fname) as f:
        for i, l in enumerate(f):
            pass
    return i + 1

def read_from_csv(filename_queue):
  reader = tf.TextLineReader(skip_header_lines=1)
  _, csv_row = reader.read(filename_queue)
  record_defaults = [[0],[0],[0],[0],[0]]
  colHour,colQuarter,colAction,colUser,colLabel = tf.decode_csv(csv_row, record_defaults=record_defaults)
  features = tf.stack([colHour,colQuarter,colAction,colUser])  
  label = tf.stack([colLabel])  
  return features, label

def input_pipeline(batch_size, num_epochs=None):
  filename_queue = tf.train.string_input_producer([args.dataset], num_epochs=num_epochs, shuffle=True)  
  example, label = read_from_csv(filename_queue)
  min_after_dequeue = 10000
  capacity = min_after_dequeue + 3 * batch_size
  example_batch, label_batch = tf.train.shuffle_batch(
      [example, label], batch_size=batch_size, capacity=capacity,
      min_after_dequeue=min_after_dequeue)
  return example_batch, label_batch

file_length = file_len(args.dataset) - 1
examples, labels = input_pipeline(file_length, 1)

with tf.Session() as sess:
  tf.initialize_all_variables().run()

  # start populating filename queue
  coord = tf.train.Coordinator()
  threads = tf.train.start_queue_runners(coord=coord)

  try:
    while not coord.should_stop():
      example_batch, label_batch = sess.run([examples, labels])
      print(example_batch)
  except tf.errors.OutOfRangeError:
    print('Done training, epoch reached')
  finally:
    coord.request_stop()

  coord.join(threads) 
3 73

3 ответа:

я думаю,что вы смешиваете императивные и графические части здесь. Операция tf.train.shuffle_batch создает новый узел очереди, и один узел может быть использован для обработки всего набора данных. Так что я думаю, что вы висите, потому что вы создали кучу shuffle_batch очереди в вашем цикле for и не запускали очереди для них.

нормальное использование входного трубопровода выглядит следующим образом:

  1. добавить узлы, такие как shuffle_batch к входному трубопроводу
  2. (опционально, в предотвратить непреднамеренное изменение графика) завершить график

--- конец построения графа, начало императивного программирования--

  1. tf.start_queue_runners
  2. while(True): session.run()

чтобы быть более масштабируемым (чтобы избежать Python GIL), вы можете генерировать все свои данные с помощью конвейера TensorFlow. Однако, если производительность не критична, вы можете подключить массив NumPy к входному трубопроводу с помощью slice_input_producer. вот пример с некоторых Print узлы, чтобы увидеть, что происходит (сообщения в Print перейти к stdout при запуске узла)

tf.reset_default_graph()

num_examples = 5
num_features = 2
data = np.reshape(np.arange(num_examples*num_features), (num_examples, num_features))
print data

(data_node,) = tf.slice_input_producer([tf.constant(data)], num_epochs=1, shuffle=False)
data_node_debug = tf.Print(data_node, [data_node], "Dequeueing from data_node ")
data_batch = tf.batch([data_node_debug], batch_size=2)
data_batch_debug = tf.Print(data_batch, [data_batch], "Dequeueing from data_batch ")

sess = tf.InteractiveSession()
sess.run(tf.initialize_all_variables())
tf.get_default_graph().finalize()
tf.start_queue_runners()

try:
  while True:
    print sess.run(data_batch_debug)
except tf.errors.OutOfRangeError as e:
  print "No more inputs."

вы должны увидеть что-то вроде этого

[[0 1]
 [2 3]
 [4 5]
 [6 7]
 [8 9]]
[[0 1]
 [2 3]]
[[4 5]
 [6 7]]
No more inputs.

номера "8, 9" не заполнили всю партию, поэтому они не были произведены. Также tf.Print печатаются в sys.stdout, поэтому они появляются отдельно в терминале для меня.

PS: минимальное подключение batch чтобы вручную инициализированная очередь была в проблема github 2193

кроме того, для целей отладки вы можете установить timeout на вашем сеансе, чтобы ваш ноутбук IPython не висел на пустых очередях. Я использую эту вспомогательную функцию для моих сессий

def create_session():
  config = tf.ConfigProto(log_device_placement=True)
  config.gpu_options.per_process_gpu_memory_fraction=0.3 # don't hog all vRAM
  config.operation_timeout_in_ms=60000   # terminate on long hangs
  # create interactive session to register a default session
  sess = tf.InteractiveSession("", config=config)
  return sess

Примечания По Масштабируемости:

  1. tf.constant inlines копирование ваших данных в график. Существует фундаментальный предел 2 ГБ на размер определения графика, так что это верхний предел размера данных
  2. вы могли бы обойти это ограничение с помощью v=tf.Variable и сохранение данных в там работает v.assign_op С tf.placeholder С правой стороны и подача массива numpy в заполнитель (feed_dict)
  3. это все еще создает две копии данных, так что для экономии памяти вы можете сделать свою собственную версию slice_input_producer который работает на массивах numpy и загружает строки по одному, используя feed_dict

или вы можете попробовать это, код загружает набор данных Iris в tensorflow с помощью pandas и numpy, и в сеансе печатается простой выход одного нейрона. Надеюсь, это поможет для базового понимания.... [ Я не добавил способ одного горячего декодирования ярлыков].

import tensorflow as tf 
import numpy
import pandas as pd
df=pd.read_csv('/home/nagarjun/Desktop/Iris.csv',usecols = [0,1,2,3,4],skiprows = [0],header=None)
d = df.values
l = pd.read_csv('/home/nagarjun/Desktop/Iris.csv',usecols = [5] ,header=None)
labels = l.values
data = numpy.float32(d)
labels = numpy.array(l,'str')
#print data, labels

#tensorflow
x = tf.placeholder(tf.float32,shape=(150,5))
x = data
w = tf.random_normal([100,150],mean=0.0, stddev=1.0, dtype=tf.float32)
y = tf.nn.softmax(tf.matmul(w,x))

with tf.Session() as sess:
    print sess.run(y)

вы можете использовать последнюю версию tf.API данных :

dataset = tf.contrib.data.make_csv_dataset(filepath)
iterator = dataset.make_initializable_iterator()
columns = iterator.get_next()
with tf.Session() as sess:
   sess.run([iteator.initializer])