撥雲見日 卷積網路感受野的計算

2021-10-01 18:29:40 字數 1898 閱讀 9114

寫在最前,正向感受野計算公式rn=

rn−1

+(k−

1)∗∏

i=1n

−1si

r_n=r_+(k-1)*\quad \prod_^ \quad

rn​=rn

−1​+

(k−1

)∗i=

1∏n−

1​si

​其中k為卷積核尺寸,s為步長。幾個部落格把這個公式抄來抄去,也沒個所以然,實在是頭疼看不懂,所以推導一下。

先簡單介紹一下普通卷積和擴張卷積:

卷積後影象的尺寸為:inp

ut+2

∗pad

ding

−ker

nels

trid

e+1\frac +1

stride

inpu

t+2∗

padd

ing−

kern

el​+

1卷積後影象的尺寸為:inp

ut+2

∗pad

ding

−[(k

erne

l−1)

∗rdi

late

d+1]

stri

de+1

\frac +1]}+1

stride

inpu

t+2∗

padd

ing−

[(ke

rnel

−1)∗

rdil

ated

​+1]

​+1兩者就差在卷積核的尺寸上,舉例:原本卷積核為3 x 3(***),擴張因子為r=2(xoxox),則擴張卷積核為5 x 5(5=2+2+1)。

根據普通卷積的計算公式,要卷積得到1個畫素點,則需要kernel個畫素點;要卷積得到m個畫素點,則需要(m-1)s+k個畫素點(s為stride,k為kernel):待求尺

寸−ks

+1=m

\frac +1=m

s待求尺寸−

k​+1

=m當m表示感受野的大小時,(m-1)s+k即是反向感受野計算公式,基於此公式列出下表:

**順序為從上到下,從右到左

『input列』 的值即為各層的感受野(分別為1,k1,(k2-1)s1+k1,[(k3-1)s2+k2-1]s1+k1):

input 為1

l1 與 input 相差k1-1

l2 與 l1 相差(k2-1) s1

l3 與 l2 相差(k3-1) s2 s1

最終正向感受野的計算為1 + k1-1 + (k2-1)s1 + (k3-1)s2s1+……即為公式rn=

rn−1

+(k−

1)∗∏

i=1n

−1si

r_n=r_+(k-1)*\quad \prod_^ \quad

rn​=rn

−1​+

(k−1

)∗i=

1∏n−

1​si

​公式通用:

計算普通卷積層的感受野時,k是卷積核大小,s是步長;

計算擴張卷積層的感受野時,k是卷積核大小,s是步長(一般s=1);

計算取樣層的感受野時,k是卷積核大小,s是步長(一般s=2,或s=k不定)。

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