ML |条纹卷积简介

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让我们从一个基本问题开始这篇文章——“为什么需要填充和条纹卷积?”

假设我们有一个尺寸为n×n的图像。如果用 f x f 滤波器进行卷积,则获得的图像尺寸为(n-f+1) x (n-f+1)

示例: 考虑一个6×6 的图像如下图所示。用3×3过滤器进行旋绕。卷积是使用逐元素乘法完成的。

图 1:6×6图像与 3×3 滤波器和s = 0 卷积后获得的图像图 2:6×6 滤波器

图 3:3×3 滤镜

图 4:元素乘法 但是这种卷积有两个缺点:

  1. 通过每次应用卷积滤波器,原始图像下沉。即输出图像具有比原始输入图像更小的尺寸,这可能导致信息丢失。
  2. 仅在一个输出中使用的图像角的像素比中间的像素多,这导致巨大的信息损失。

为了避免它,需要填充。此外,有时我们有一个非常大的输入图像要用一个 f x f 滤波器进行卷积,这在计算上可能非常昂贵。在这种情况下,使用大踏步。这就是为什么填充和跨步是卷积神经网络最基本的组成部分之一

输出图像尺寸:

让一个 n x n 图像用 f x f 滤镜进行卷积。假设填充边界为 p 像素,步长为 s ,则获得的输出图像的尺寸为

Floor((n+2p-f)/s + 1) x Floor((n+2p-f)/s + 1)

应当选择步幅量,使得需要相对较少的计算,并且信息损失应当最小。 图 5:6×6 图像与 3×3 滤波器卷积后得到的图像,步长为 2