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【TensorFlow框架】理解tf.nn.conv2d、max_pool卷积与池化方法

2021-01-12 12:58:25  阅读:297  来源: 互联网

标签:nn 卷积 max height filter strides 池化 tf channel


转载请附上原文出处链接和本声明。

conv2d:https://blog.csdn.net/zuolixiangfisher/article/details/80528989

max_pool:https://blog.csdn.net/m0_37586991/article/details/84575325

conv2d方法定义

tf.nn.conv2d (input, filter, strides, padding, use_cudnn_on_gpu=None, data_format=None, name=None)

参数:

  • input : 输入的要做卷积的图片,要求为一个张量,shape为 [ batch, in_height, in_width, in_channel ],其中batch为图片的数量,in_height 为图片高度,in_width 为图片宽度,in_channel 为图片的通道数,灰度图该值为1,彩色图为3。(也可以用其它值,但是具体含义不是很理解)
  • filter: 卷积核,要求也是一个张量,shape为 [ filter_height, filter_width, in_channel, out_channels ],其中 filter_height 为卷积核高度,filter_width 为卷积核宽度,in_channel 是图像通道数 ,和 input 的 in_channel 要保持一致,out_channel 是卷积核数量。
  • strides: 卷积时在图像每一维的步长,这是一个一维的向量,[ 1, strides, strides, 1],第一位和最后一位固定必须是1
  • padding: string类型,值为“SAME” 和 “VALID”,表示的是卷积的形式,是否考虑边界。"SAME"是考虑边界,不足的时候用0去填充周围,"VALID"则不考虑
  • use_cudnn_on_gpu: bool类型,是否使用cudnn加速,默认为true

代码解释

import tensorflow as tf
# case 1
# 输入是1张 3*3 大小的图片,图像通道数是5,卷积核是 1*1 大小,数量是1
# 步长是[1,1,1,1]最后得到一个 3*3 的feature map
# 1张图最后输出就是一个 shape为[1,3,3,1] 的张量
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,3,3,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([1,1,5,1]))
op1 = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1,1,1,1], padding='SAME')


# case 2 考虑步长  
# 输入是1张 5*5 大小的图片,图像通道数是5,卷积核是 3*3 大小,数量是7
# 步长是[1,2,2,1]最后得到7个 3*3 的feature map (考虑边界)
# 1张图最后输出就是一个 shape为[1,3,3,7] 的张量
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,5,5,5]))  
filter = tf.Variable(tf.random_normal([3,3,5,7]))  
op7 = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')  

max_pool方法定义

tf.nn.max_pool(value, ksize, strides, padding, name=None)

参数是四个,和卷积很类似:

  • 第一个参数value:需要池化的输入,一般池化层接在卷积层后面,所以输入通常是feature map,依然是[batch, height, width, channels]这样的shape
  • 第二个参数ksize:池化窗口的大小,取一个四维向量,一般是[1, height, width, 1],因为我们不想在batch和channels上做池化,所以这两个维度设为了1
  • 第三个参数strides:和卷积类似,窗口在每一个维度上滑动的步长,一般也是[1, stride,stride, 1]
  • 第四个参数padding:和卷积类似,可以取'VALID' 或者'SAME'

返回一个Tensor,类型不变,shape仍然是[batch, height, width, channels]这种形式

图解举例:

最初的矩阵是这样的,维度是[2, 4, 4]

经过reshape(1,4,4,2)操作后,变成下面这样,作为输入,矩阵的含义为 (batch_size, height, width, channels),这里的channel数为2,所以有两个通道,红色代表channel 1,蓝色代表channel 2。

用k_size 维度是[1, 2, 2, 1]的窗口进行池化,形状如下,标绿的数字表示正在进行池化的值

得到结果

标签:nn,卷积,max,height,filter,strides,池化,tf,channel
来源: https://blog.csdn.net/qq_39726927/article/details/112517942

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