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conv2D中的填充

在卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)中,conv2D(二维卷积)是一种常用的卷积操作。填充(padding)是conv2D中的一个参数选项,用于控制输入图像边缘周围的填充方式。

填充在卷积操作中起到两个主要作用:保持输入和输出的形状一致性以及控制卷积操作的感受野大小。

  1. 保持形状一致性:卷积操作会导致输入图像的尺寸减小,而有时我们希望输出与输入尺寸相同,以便进行后续处理。为了实现这一点,可以在输入图像的边缘周围进行填充,使得卷积操作后输出尺寸与输入相同。
  2. 控制感受野大小:感受野是指卷积神经网络中每个神经元接收的输入图像区域。填充可以控制卷积操作的感受野大小。通过增加填充数量,可以扩大神经元感受野,提高网络对输入图像边缘信息的感知能力。

填充的选项通常有两种:valid和same。

  1. valid填充:valid填充方式表示不进行填充操作,即不在输入图像周围添加额外的像素。在valid填充下,输入图像边缘像素不参与卷积操作,因此输出尺寸会缩小。
  2. same填充:same填充方式会根据卷积核大小自动计算填充数量,使得输入与输出尺寸相同。在same填充下,输入图像边缘会被填充像素包围,从而保持了输入输出尺寸的一致性。

填充的选择依赖于具体的任务和模型设计。有时候,通过valid填充可以减小输出尺寸,降低模型复杂度;而在一些情况下,same填充可以更好地保留边缘信息,提高模型的性能。

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