深度學習 1x1卷積核的作用

2021-09-24 20:18:21 字數 1266 閱讀 9285

問:發現很多網路使用了1x1卷積核,這能起到什麼作用呢?另外我一直覺得,1x1卷積核就是對輸入的乙個比例縮放,因為1x1卷積核只有乙個引數,這個核在輸入上滑動,就相當於給輸入資料乘以乙個係數。不知道我理解的是否正確

答2: 

我來說說我的理解,我認為1×1的卷積大概有兩個方面的作用吧: 

1. 實現跨通道的互動和資訊整合 

2. 進行卷積核通道數的降維和公升維

下面詳細解釋一下: 

1. 這一點孫琳鈞童鞋講的很清楚。1×1的卷積層(可能)引起人們的重視是在nin的結構中,**中林敏師兄的想法是利用mlp代替傳統的線性卷積核,從而提高網路的表達能力。文中同時利用了跨通道pooling的角度解釋,認為文中提出的mlp其實等價於在傳統卷積核後面接cccp層,從而實現多個feature map的線性組合,實現跨通道的資訊整合。而cccp層是等價於1×1卷積的,因此細看nin的caffe實現,就是在每個傳統卷積層後面接了兩個cccp層(其實就是接了兩個1×1的卷積層)。 

2. 進行降維和公升維引起人們重視的(可能)是在googlenet裡。對於每乙個inception模組(如下圖),原始模組是左圖,右圖中是加入了1×1卷積進行降維的。雖然左圖的卷積核都比較小,但是當輸入和輸出的通道數很大時,乘起來也會使得卷積核引數變的很大,而右圖加入1×1卷積後可以降低輸入的通道數,卷積核引數、運算複雜度也就跟著降下來了。以googlenet的3a模組為例,輸入的feature map是28×28×192,3a模組中1×1卷積通道為64,3×3卷積通道為128,5×5卷積通道為32,如果是左圖結構,那麼卷積核引數為1×1×192×64+3×3×192×128+5×5×192×32,而右圖對3×3和5×5卷積層前分別加入了通道數為96和16的1×1卷積層,這樣卷積核引數就變成了1×1×192×64+(1×1×192×96+3×3×96×128)+(1×1×192×16+5×5×16×32),引數大約減少到原來的三分之一。同時在並行pooling層後面加入1×1卷積層後也可以降低輸出的feature map數量,左圖pooling後feature map是不變的,再加卷積層得到的feature map,會使輸出的feature map擴大到416,如果每個模組都這樣,網路的輸出會越來越大。而右圖在pooling後面加了通道為32的1×1卷積,使得輸出的feature map數降到了256。googlenet利用1×1的卷積降維後,得到了更為緊湊的網路結構,雖然總共有22層,但是引數數量卻只是8層的alexnet的十二分之一(當然也有很大一部分原因是去掉了全連線層)。 

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