Numba: реализация im2col 2d - PullRequest
Новая
       37

Numba: реализация im2col 2d

0 голосов
/ 10 февраля 2020

Вот моя numba версия алгоритма im2col_2d для свертки . 

@njit
def im2col_2d(mat, fil, res=1):
    '''
    Expects input and kernel to be square shape
    Returns : im2col view with shape - (ker_sz,ker_sz,img_sz,img_sz)
    '''
    # Parameters
    row_range = col_range = len(mat)-len(fil)+1
    ker_sz=len(fil)
    s0, s1 = mat.strides    
    shp = ker_sz,ker_sz,row_range,col_range
    strd = s0,s1,s0,s1

    out_view = np.lib.stride_tricks.as_strided(mat, shape=shp, strides=strd)

    return out_view

Размер ввода : (1026,1026), Размер ядра : (3,3), Нет заполнения и Шаг 1, dtype: float64.

Этот код занимает незначительное время (< 1 микрос c) для выполнения; но он возвращает несмежный массив. Кажется, что мы не можем изменить форму несмежного массива внутри функции jumba jited. Но даже если я изменю форму массива снаружи, это займет около 12ms , даже функция 'copy ()' (внутренняя или внешняя функция) в этом массиве занимает 12 мс.

Окончательный размер будет (9, 1048576) после изменения формы. 

a=a=im2col_2d(img_pad, fil,res=1)

a.shape 
# (3, 3, 1024, 1024)

a.flags
#C_CONTIGUOUS : False
#F_CONTIGUOUS : False
#OWNDATA : False
#WRITEABLE : True
#ALIGNED : True
#WRITEBACKIFCOPY : False
#UPDATEIFCOPY : False

%timeit a.reshape((9,-1))
#100 loops, best of 3: 12.7 ms per loop

Если я делаю непрерывную копию и изменяем , это занимает незначительное время. Но этот процесс переформатирования снова занимает 12 мс. 

b=a.copy # This itself take 12 ms
%timeit b.reshape((9,-1))
#1000000 loops, best of 3: 298 ns per loop

Поскольку numba не полностью поддерживает необычные функции индексирования и numpy, некоторые распространенные циклические реализации алгоритма, по-видимому, не могут быть реализованы. Есть ли лучший способ ускорить этот процесс (im2col в целом), используя numba (или быстрее в python)?

Ref: Реализация MATLAB's im2col 'slide в Python

...