PyTorch Miscellaneous とは？

PyTorch Miscellaneous: torch.masked の詳細解説

概要

torch.masked は、3つの引数を受け取ります。

1. input: 操作対象となるテンソル
2. mask: 入力テンソルの要素ごとにTrue/Falseを格納するマスクテンソル
3. value: マスクされた要素に適用される値

torch.masked は、マスクテンソルのTrue要素に対応する入力テンソルの要素を、指定された値で置き換えます。False要素はそのまま保持されます。

使用例

例1：特定の要素のみをゼロに置き換える

import torch

input = torch.tensor([1, 2, 3, 4, 5])
mask = torch.tensor([True, False, True, False, True])

# マスクされた要素のみをゼロに置き換える
output = torch.masked(input, mask, 0)

print(output)  # 出力: tensor([0, 2, 0, 4, 0])

この例では、input テンソルの偶数番目の要素のみをゼロに置き換えています。

例2：マスクされた要素に別の値を代入する

import torch

input = torch.tensor([1, 2, 3, 4, 5])
mask = torch.tensor([True, False, True, False, True])

# マスクされた要素に10を代入する
output = torch.masked(input, mask, 10)

print(output)  # 出力: tensor([10, 2, 10, 4, 10])

この例では、input テンソルの奇数番目の要素を10に置き換えています。

その他の機能

torch.masked は、上記の例以外にも様々な機能を提供しています。

• 複数のマスクを組み合わせて使用できる
• マスクされた要素に対して計算を行う
• 3次元以上のテンソルにも対応

詳細については、PyTorch の公式ドキュメントを参照してください。

まとめ

PyTorch Miscellaneous: torch.masked のサンプルコード

テンソルの特定の要素のみをゼロに置き換える

import torch

# ランダムなテンソルを作成
input = torch.randn(5, 5)

# 偶数行の要素のみをゼロに置き換える
mask = torch.arange(5) % 2 == 0
output = torch.masked(input, mask, 0)

print(input)
print(mask)
print(output)

マスクされた要素に別の値を代入する

import torch

# ランダムなテンソルを作成
input = torch.randn(5, 5)

# 負の値の要素を100に置き換える
mask = input < 0
output = torch.masked(input, mask, 100)

print(input)
print(mask)
print(output)

複数のマスクを組み合わせて使用

import torch

# ランダムなテンソルを作成
input = torch.randn(5, 5)

# 偶数行かつ偶数列の要素のみをゼロに置き換える
mask1 = torch.arange(5) % 2 == 0
mask2 = torch.arange(5, dtype=torch.long) % 2 == 0
mask = mask1 & mask2
output = torch.masked(input, mask, 0)

print(input)
print(mask1)
print(mask2)
print(mask)
print(output)

マスクされた要素に対して計算を行う

import torch

# ランダムなテンソルを作成
input = torch.randn(5, 5)

# マスクされた要素の平均値を計算
mask = torch.rand(5, 5) < 0.5
output = torch.masked_fill(input, mask, 0).mean()

print(input)
print(mask)
print(output)

3次元以上のテンソルにも対応

import torch

# ランダムな3次元テンソルを作成
input = torch.randn(3, 5, 5)

# 最初のチャネルの偶数行かつ偶数列の要素のみをゼロに置き換える
mask = torch.arange(5) % 2 == 0
mask = mask.unsqueeze(0).repeat(3, 1, 1)
output = torch.masked(input, mask, 0)

print(input)
print(mask)
print(output)

PyTorch Miscellaneous: torch.masked 以外の方法

torch.where

import torch

# ランダムなテンソルを作成
input = torch.randn(5, 5)

# 負の値の要素を100に置き換える
mask = input < 0
output = torch.where(mask, torch.full_like(input, 100), input)

print(input)
print(mask)
print(output)

スライシング

import torch

# ランダムなテンソルを作成
input = torch.randn(5, 5)

# 偶数行の要素のみをゼロに置き換える
mask = torch.arange(5) % 2 == 0
output = input[~mask]

print(input)
print(mask)
print(output)

ループ処理

import torch

# ランダムなテンソルを作成
input = torch.randn(5, 5)

# マスクされた要素のみを100に置き換える
mask = torch.rand(5, 5) < 0.5
for i in range(5):
    for j in range(5):
        if mask[i, j]:
            input[i, j] = 100

print(input)
print(mask)

これらの方法は、それぞれ異なる利点と欠点があります。

torch.masked は、最も簡潔で効率的な方法ですが、複雑な条件を設定するには不向きです。

torch.where は、複雑な条件を設定できる

スライシング は、特定の軸の要素のみを操作したい場合に便利です。