(Conv1D) Tensorflow 和 Jax 对同一输入产生不同的输出

Question

我正在尝试使用 conv1d 函数分别在 jax 和 tensorflow 上进行转置转换。我阅读了关于 con1d_transposed 操作的 jax 和 tensorflow 的文档，但它们对相同的输入产生了不同的输出。

我找不到问题所在。而且我不知道哪一个会产生正确的结果。请帮助我。

我的 Jax 实现（Jax 代码）

x = np.asarray([[[1, 2, 3, 4, -5], [1, 2, 3, 4, 5]]], dtype=np.float32).transpose((0, 2, 1))
filters = np.array([[[1, 0, -1], [-1,  0,  1]], 
                    [[1, 1,  1], [-1, -1, -1]]], 
                    dtype=np.float32).transpose((2, 1, 0))

kernel_rot = np.rot90(np.rot90(filters))

print(f"x strides:  {x.strides}\nfilters strides: {kernel_rot.strides}\nx shape: {x.shape}\nfilters shape: {filters.shape}\nx: \n{x}\nfilters: \n{filters}\n")

dn1 = lax.conv_dimension_numbers(x.shape, filters.shape,('NWC', 'WIO', 'NWC'))
print(dn1)

res = lax.conv_general_dilated(x,kernel_rot,(1,),'SAME',(1,),(1,),dn1)     

res = np.asarray(res)
print(f"result strides: {res.strides}\nresult shape: {res.shape}\nresult: \n{res}\n")

我的 TensorFlow 实现（TensorFlow 代码）

x = np.asarray([[[1, 2, 3, 4, -5], [1, 2, 3, 4, 5]]], dtype=np.float32).transpose((0, 2, 1))
filters = np.array([[[1, 0, -1], [-1,  0,  1]], 
                    [[1, 1,  1], [-1, -1, -1]]], 
                    dtype=np.float32).transpose((2, 1, 0))

print(f"x strides:  {x.strides}\nfilters strides: {filters.strides}\nx shape: {x.shape}\nfilters shape: {filters.shape}\nx: \n{x}\nfilters: \n{filters}\n")
    
res = tf.nn.conv1d_transpose(x, filters, output_shape = x.shape, strides = (1, 1, 1), padding = 'SAME', data_format='NWC', dilations=1)

res = np.asarray(res)
print(f"result strides: {res.strides}\nresult shape: {res.shape}\nresult: \n{res}\n")

Jax 的输出

result strides: (40, 8, 4)
result shape: (1, 5, 2)
result: 
[[[ 0.  0.]
  [ 0.  0.]
  [ 0.  0.]
  [10. 10.]
  [ 0. 10.]]]

TensorFlow 的输出

result strides: (40, 8, 4)
result shape: (1, 5, 2)
result: 
[[[  5.  -5.]
  [  8.  -8.]
  [ 11. -11.]
  [  4.  -4.]
  [  5.  -5.]]]

Answer 1

函数 conv1d_transpose 需要形状 [filter_width, output_channels, in_channels] 的过滤器。如果上面片段中的 filters 被转置以满足这个形状，那么对于 jax 到 return 正确的结果，同时计算 dn1 参数应该是 WOI (W idth - Output_channels - Input_channels) 而不是 WIO (Width - Input_channels - Output_channels)。之后：

result.strides = (40, 8, 4)
result.shape = (1, 5, 2)
result: 
[[[ -5.,   5.],
  [ -8.,   8.],
  [-11.,  11.],
  [ -4.,   4.],
  [ -5.,   5.]]]

结果与 tensorflow 不同，但是 jax 的内核被翻转了，所以这实际上是预期的。

(Conv1D) Tensorflow 和 Jax 对同一输入产生不同的输出

(Conv1D) Tensorflow and Jax Resulting Different Outputs for The Same Input

python

convolution

multidimensional-array

tensorflow

jax