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1、TFRecords

在训练过程中，基本都是使用GPU来计算，但是取一个一个batch取数据还是必须要用cpu，这个过程耗费时间也会影响训练时间，制作TFRecords可以有效解决这个问题，此外制作TFRecords数据可以更好的管理存储数据

为了高效地读取数据，可以将数据进行序列化存储，这样也便于网络流式读取数据。TFRecord是一种比较常用的存储二进制序列数据的方法，tf.Example类是一种将数据表示为{“string”: value}形式的meassage类型，Tensorflow经常使用tf.Example来写入、读取TFRecord数据

通常情况下，tf.Example中可以使用以下几种格式：

• tf.train.BytesList: 可以使用的类型包括 string和byte
• tf.train.FloatList: 可以使用的类型包括 float和double
• tf.train.Int64List: 可以使用的类型包括 enum,bool, int32, uint32, int64

TFRecords是TensorFlow官方推荐的

2、转化示例

def _bytes_feature(value):
    """Returns a bytes_list from a string/byte."""
    if isinstance(value, type(tf.constant(0))):
        value = value.numpy() # BytesList won't unpack a string from an EagerTensor.
    return tf.train.Feature(bytes_list=tf.train.BytesList(value=[value]))

def _float_feature(value):
    """Return a float_list form a float/double."""
    return tf.train.Feature(float_list=tf.train.FloatList(value=[value]))

def _int64_feature(value):
    """Return a int64_list from a bool/enum/int/uint."""
    return tf.train.Feature(int64_list=tf.train.Int64List(value=[value]))

定义3个函数分别对3种类型的数据进行转换成对应的TensorFlow的数据格式

# tf.train.BytesList
print(_bytes_feature(b'test_string'))
print(_bytes_feature('test_string'.encode('utf8')))

# tf.train.FloatList
print(_float_feature(np.exp(1)))

# tf.train.Int64List
print(_int64_feature(True))
print(_int64_feature(1))

传进几个numpy格式的数据，再调用上面的函数进行转换，再打印：

bytes_list { value: “test_string” }
bytes_list { value: “test_string” }
float_list { value: 2.7182817459106445 }
int64_list { value: 1 }
int64_list { value: 1 }

3、TFRecords制作方法

def serialize_example(feature0, feature1, feature2, feature3):
    """
    创建tf.Example
    """
    # 转换成相应类型
    feature = {
        'feature0': _int64_feature(feature0),
        'feature1': _int64_feature(feature1),
        'feature2': _bytes_feature(feature2),
        'feature3': _float_feature(feature3),
    }
    #使用tf.train.Example来创建
    example_proto = tf.train.Example(features=tf.train.Features(feature=feature))
    #SerializeToString方法转换为二进制字符串
    return example_proto.SerializeToString()

1. 定义一个函数，传入4个参数
2. 使用前面定义的函数对4个参数分别转换成相应的格式
3. 构建Example将转换完的数据创建一条数据
4. 序列化 tf.Example：返回一个二进制的字符串

n_observations = int(1e4)
feature0 = np.random.choice([False, True], n_observations)
feature1 = np.random.randint(0, 5, n_observations)
strings = np.array([b'cat', b'dog', b'chicken', b'horse', b'goat'])
feature2 = strings[feature1]
feature3 = np.random.randn(n_observations)

1. 定义一个一万备用
2. 随机选择一万个布尔数据
3. 随机选择一万个0、1、2、3、4这5个整数
4. 随机构造字符串
5. 随机构造浮点数

filename = 'tfrecord-1'

with tf.io.TFRecordWriter(filename) as writer:
    for i in range(n_observations):
        example = serialize_example(feature0[i], feature1[i], feature2[i], feature3[i])
        writer.write(example)

1. 定义文件名
2. 定义一个写的模块，传进文件名，写入数据
3. 迭代一万次
4. 按照零到一万的索引，分别传入上面构造的4个特征
5. 写入数据

这段代码执行后，会得到一个名为tfrecord-1的文件：

4、加载tfrecord文件

filenames = [filename]
raw_dataset = tf.data.TFRecordDataset(filenames)
raw_dataset

打印结果：

<TFRecordDatasetV2 shapes: (), types: tf.string>