这几天学习在tensorflow官网学习了一下MNIST，记录一下学习心得，给大家分享一下。其中“注：”后面的是我自己的记录，请参考官网原教程。
官网地址：
http://www.tensorfly.cn/tfdoc/tutorials/mnist_pros.html
1、
注：此处应改为：
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
mnist = input_data.read_data_sets('MNIST_data', one_hot=True)2、
注：softmax和交叉熵的概念参考我的另外一篇文章
https://blog.csdn.net/visoprkx/article/details/86300874
3、
注：一、tf.nn.conv2d(input, filter, strides, padding, use_cudnn_on_gpu=None, name=None)
除去name参数用以指定该操作的name，与方法有关的一共五个参数：
第一个参数input：指需要做卷积的输入图像，它要求是一个Tensor，具有[batch, in_height, in_width, in_channels]这样的shape，具体含义是[训练时一个batch的图片数量, 图片高度, 图片宽度, 图像通道数]，注意这是一个4维的Tensor，要求类型为float32和float64其中之一
第二个参数filter：相当于CNN中的卷积核，它要求是一个Tensor，具有[filter_height, filter_width, in_channels, out_channels]这样的shape，具体含义是[卷积核的高度，卷积核的宽度，图像通道数，卷积核个数]，要求类型与参数input相同，有一个地方需要注意，第三维in_channels，就是参数input的第四维
第三个参数strides:代表步长，其值可以直接默认一个数，也可以是一个四维数如[1,2,1,1]，则其意思是水平方向卷积步长为第二个参数2，垂直方向步长为1，其中第一和第四个参数我还不是很明白，请大佬指点，貌似和通道有关系。
第四个参数padding：string类型的量，代表填充方式，参数只有两种，SAME和VALID，SAME比VALID的填充方式多了一列，比如一个3*3图像用2*2的滤波器进行卷积，当步长设为2的时候，会缺少一列，则进行第二次卷积的时候，VALID发现余下的窗口不足2*2会直接把第三列去掉，SAME则会填充一列，填充值为0。
第五个参数：use_cudnn_on_gpu:bool类型，是否使用cudnn加速，默认为true
结果返回一个Tensor，这个输出，就是我们常说的feature map，shape仍然是[batch, height, width, channels]这种形式。
那么TensorFlow的卷积具体是怎样实现的呢，用一些例子去解释它：
1.考虑一种最简单的情况，现在有一张3×3单通道的图像（对应的shape：[1，3，3，1]），用一个1×1的卷积核（对应的shape：[1，1，1，1]）去做卷积，最后会得到一张3×3的feature map
2.增加图片的通道数，使用一张3×3五通道的图像（对应的shape：[1，3，3，5]），用一个1×1的卷积核（对应的shape：[1，1，1，1]）去做卷积，仍然是一张3×3的feature map，这就相当于每一个像素点，卷积核都与该像素点的每一个通道做卷积。
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,3,3,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([1,1,5,1]))
op = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 1, 1, 1], padding='VALID')
3.把卷积核扩大，现在用3×3的卷积核做卷积，最后的输出是一个值，相当于情况2的feature map所有像素点的值求和
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,3,3,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([3,3,5,1]))
op = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 1, 1, 1], padding='VALID')
4.使用更大的图片将情况2的图片扩大到5×5，仍然是3×3的卷积核，令步长为1，输出3×3的feature map
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,5,5,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([3,3,5,1]))
op = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 1, 1, 1], padding='VALID')
注意我们可以把这种情况看成情况2和情况3的中间状态，卷积核以步长1滑动遍历全图，以下x表示的位置，表示卷积核停留的位置，每停留一个，输出feature map的一个像素
.....
.xxx.
.xxx.
.xxx.
.....
5.上面我们一直令参数padding的值为‘VALID’，当其为‘SAME’时，表示卷积核可以停留在图像边缘，如下，输出5×5的feature map
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,5,5,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([3,3,5,1]))
op = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
xxxxx
xxxxx
xxxxx
xxxxx
Xxxxx
6.如果卷积核有多个
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,5,5,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([3,3,5,7]))
op = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
此时输出7张5×5的feature map
7.步长不为1的情况，文档里说了对于图片，因为只有两维，通常strides取[1，stride，stride，1]
input = tf.Variable(tf.random_normal([1,5,5,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([3,3,5,7]))
op = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
此时，输出7张3×3的feature map
x.x.x
.....
x.x.x
.....
x.x.x
8.如果batch值不为1，同时输入10张图
input = tf.Variable(tf.random_normal([10,5,5,5]))
filter = tf.Variable(tf.random_normal([3,3,5,7]))
op = tf.nn.conv2d(input, filter, strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
每张图，都有7张3×3的feature map，输出的shape就是[10，3，3，7]
二、tf.nn.max_pool(value, ksize, strides, padding, name=None)
value：池化的输入，一般池化层接在卷积层的后面，所以输出通常为feature map。feature map依旧是[batch, in_height, in_width, in_channels]这样的参数。
ksize：池化窗口的大小，参数为四维向量，通常取[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。ps：估计面tf.nn.conv2d中stries的四个取值也有 相同的意思。
stries：步长，同样是一个四维向量。
padding：填充方式同样只有两种不重复了。
该小节参考：
https://www.cnblogs.com/qggg/p/6832342.html
https://www.cnblogs.com/smartwhite/p/7819689.html
4、
注：关于Dropout请参考
https://blog.csdn.net/program_developer/article/details/80737724