浅谈keras中的Merge层(实现层的相加、相减、相乘实例)
【题目】keras中的Merge层（实现层的相加、相减、相乘）
详情请参考：
Merge层
一、层相加
keras.layers.Add()
添加输入列表的图层。
该层接收一个相同shape列表张量，并返回它们的和，shape不变。
Example
importkeras input1=keras.layers.Input(shape=(16,)) x1=keras.layers.Dense(8,activation='relu')(input1) input2=keras.layers.Input(shape=(32,)) x2=keras.layers.Dense(8,activation='relu')(input2) added=keras.layers.Add()([x1,x2])#equivalenttoadded=keras.layers.add([x1,x2]) out=keras.layers.Dense(4)(added) model=keras.models.Model(inputs=[input1,input2],outputs=out)
二、层相减
SubStract
keras.layers.Subtract()
两个输入的层相减。
它将大小至少为2，相同Shape的列表张量作为输入，并返回一个张量（输入[0]-输入[1]），也是相同的Shape。
Example
importkeras input1=keras.layers.Input(shape=(16,)) x1=keras.layers.Dense(8,activation='relu')(input1) input2=keras.layers.Input(shape=(32,)) x2=keras.layers.Dense(8,activation='relu')(input2) #Equivalenttosubtracted=keras.layers.subtract([x1,x2]) subtracted=keras.layers.Subtract()([x1,x2]) out=keras.layers.Dense(4)(subtracted) model=keras.models.Model(inputs=[input1,input2],outputs=out)
三、层相乘
Multiply
keras.layers.Multiply()
该层接收一个列表的同shape张量，并返回它们的逐元素积的张量，shape不变。
注意：keras.layers.add(inputs)、keras.layers.subtract(inputs)、keras.layers.multiply(inputs)分别是对应的层包装，一般只用层包装。
补充知识：Keras天坑：想当然的对层的直接运算带来的问题
天坑
keras如何操作某一层的值（如让某一层的值取反加1等）？keras如何将某一层的神经元拆分以便进一步操作（如取输入的向量的第一个元素乘别的层）？keras如何重用某一层的值（如输入层和输出层乘积作为最终输出）？
这些问题都指向同一个答案，即使用Lambda层。
另外，如果想要更加灵活地操作层的话，推荐使用函数式模型写法，而不是序列式。
Keras当中，任何的操作都是以网络层为单位，操作的实现都是新添一层，不管是加减一个常数还是做乘法，或者是对两层的简单拼接。
所以，将一层单独劈一半出来，是一件难事。强调，Keras的最小操作单位是Layer，每次操作的是整个batch。
自然，在keras中，每个层都是对象，可以通过dir(Layer对象)来查看具有哪些属性。
然而，Backend中Tensorflow的最小操作单位是Tensor，而你搞不清楚到底是Layer和Tensor时，盲目而想当然地进行层的操作，就会出问题。到底是什么？通过type和shape是看不出来的。
如果你只是想对流经该层的数据做个变换，而这个变换本身没有什么需要学习的参数，那么直接用LambdaLayer是最合适的了。
也就是说，对每一层的加减乘除都得用keras的函数，你不能简单使用形如‘new_layer'=1−=1-=1−'layer'这样的表达方式来对层进行操作。
当遇到如下报错信息：
AttributeError:'NoneType'objecthasnoattribute'_inbound_nodes'
或
TypeError:'Tensor'objectisnotcallable
等等
这是就要考虑一下将程序中层的操作改成Lambda的方式表达。
使用Lambda编写自己的层
Lamda层怎么用？官方文档给了这样一个例子。
#addax->x^2layer model.add(Lambda(lambdax:x**2)) #addalayerthatreturnstheconcatenation #ofthepositivepartoftheinputand #theoppositeofthenegativepart defantirectifier(x): x-=K.mean(x,axis=1,keepdims=True) x=K.l2_normalize(x,axis=1) pos=K.relu(x) neg=K.relu(-x) returnK.concatenate([pos,neg],axis=1) defantirectifier_output_shape(input_shape): shape=list(input_shape) assertlen(shape)==2#onlyvalidfor2Dtensors shape[-1]*=2 returntuple(shape) model.add(Lambda(antirectifier, output_shape=antirectifier_output_shape))
乍一看，有点懵逼，什么乱七八糟的。事实上，很简单，假设L0和L1是两层，你只要将你形如下面这样的表达：
L1=F(L0);
改成
L1=Lambda(lambdaL0:F(L0))(L0)
即可。为了看得清楚，多加了几个空格。
事实上，无非就是将原来的变换，通过Lambda（lambda输入：表达式）这样的方式，改成了Lambda型函数，再把输入传进去，放在尾巴上即可。
参考
https://keras-cn.readthedocs.io/en/latest/layers/core_layer/#lambda
（个人觉得这份文档某些地方比官方中文要完整许多）
keras许多简单操作，都需要新建一个层，使用Lambda可以很好完成需求。当你不知道有这个东西存在的时候，就会走不少弯路。
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