在深度学习和数值计算中,张量(tensor)是一个多维数组的数学对象,用于表示数据。张量可以被视为标量、向量和矩阵的推广。
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标量:零维张量,即一个单一的数值。
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向量 :一维张量,即一个数值的序列,例如
[1, 2, 3]
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矩阵:二维张量,即一个数值的二维表格,比如一个由行和列组成的数组,例如: [ \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \ 4 & 5 & 6 \end{bmatrix} ]
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更高维度的张量:例如,三维张量可以看作是一组矩阵的集合,四维张量则可以看作是一组三维张量的集合,以此类推。
在深度学习中,张量被广泛用于表示输入数据、输出结果和参数。以下是一些示例:
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输入数据:在图像处理中,一个彩色图像可以表示为一个三维张量,维度分别是高度、宽度和颜色通道(红色、绿色、蓝色),如 ( (高度 \times 宽度 \times 3) )。
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模型参数:神经网络的权重和偏置也通常用张量表示,允许在不同层之间传递和更新。
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输出数据:神经网络的输出通常也是张量,例如分类问题的输出可以是一个一维张量,其中每个元素代表一个类别的预测概率。
在深度学习框架(如 TensorFlow 和 PyTorch)中,张量是基本的数据结构,框架中的许多操作(如矩阵乘法、求和等)都是以张量为输入和输出的。
总之,张量为深度学习提供了一种灵活、高效的方式来表示和操作多维数据,使得各种计算和模型构建可以在高维空间中进行。