keras卷积层参数

转自:https://keras-cn.readthedocs.io/en/latest/layers/convolutional_layer/

卷积层

Conv1D层

keras.layers.convolutional.Conv1D(filters, kernel_size, strides=1, padding='valid', dilation_rate=1, activation=None, use_bias=True, kernel_initializer='glorot_uniform', bias_initializer='zeros', kernel_regularizer=None, bias_regularizer=None, activity_regularizer=None, kernel_constraint=None, bias_constraint=None)

一维卷积层(即时域卷积),用以在一维输入信号上进行邻域滤波。当使用该层作为首层时,需要提供关键字参数input_shape。例如(10,128)代表一个长为10的序列,序列中每个信号为128向量。而(None, 128)代表变长的128维向量序列。

该层生成将输入信号与卷积核按照单一的空域(或时域)方向进行卷积。如果use_bias=True,则还会加上一个偏置项,若activation不为None,则输出为经过激活函数的输出。

参数

  • filters:卷积核的数目(即输出的维度)

  • kernel_size:整数或由单个整数构成的list/tuple,卷积核的空域或时域窗长度

  • strides:整数或由单个整数构成的list/tuple,为卷积的步长。任何不为1的strides均与任何不为1的dilation_rate均不兼容

  • padding:补0策略,为“valid”, “same” 或“causal”,“causal”将产生因果(膨胀的)卷积,即output[t]不依赖于input[t+1:]。当对不能违反时间顺序的时序信号建模时有用。参考WaveNet: A Generative Model for Raw Audio, section 2.1.。“valid”代表只进行有效的卷积,即对边界数据不处理。“same”代表保留边界处的卷积结果,通常会导致输出shape与输入shape相同。

  • activation:激活函数,为预定义的激活函数名(参考激活函数),或逐元素(element-wise)的Theano函数。如果不指定该参数,将不会使用任何激活函数(即使用线性激活函数:a(x)=x)

  • dilation_rate:整数或由单个整数构成的list/tuple,指定dilated convolution中的膨胀比例。任何不为1的dilation_rate均与任何不为1的strides均不兼容。

  • use_bias:布尔值,是否使用偏置项

  • kernel_initializer:权值初始化方法,为预定义初始化方法名的字符串,或用于初始化权重的初始化器。参考initializers

  • bias_initializer:权值初始化方法,为预定义初始化方法名的字符串,或用于初始化权重的初始化器。参考initializers

  • kernel_regularizer:施加在权重上的正则项,为Regularizer对象

  • bias_regularizer:施加在偏置向量上的正则项,为Regularizer对象

  • activity_regularizer:施加在输出上的正则项,为Regularizer对象

  • kernel_constraints:施加在权重上的约束项,为Constraints对象

  • bias_constraints:施加在偏置上的约束项,为Constraints对象

输入shape

形如(samples,steps,input_dim)的3D张量

输出shape

形如(samples,new_steps,nb_filter)的3D张量,因为有向量填充的原因,steps的值会改变

【Tips】可以将Convolution1D看作Convolution2D的快捷版,对例子中(10,32)的信号进行1D卷积相当于对其进行卷积核为(filter_length, 32)的2D卷积。【@3rduncle】


Conv2D层

keras.layers.convolutional.Conv2D(filters, kernel_size, strides=(1, 1), padding='valid', data_format=None, dilation_rate=(1, 1), activation=None, use_bias=True, kernel_initializer='glorot_uniform', bias_initializer='zeros', kernel_regularizer=None, bias_regularizer=None, activity_regularizer=None, kernel_constraint=None, bias_constraint=None)

二维卷积层,即对图像的空域卷积。该层对二维输入进行滑动窗卷积,当使用该层作为第一层时,应提供input_shape参数。例如input_shape = (128,128,3)代表128*128的彩色RGB图像(data_format='channels_last'

参数

  • filters:卷积核的数目(即输出的维度)

  • kernel_size:单个整数或由两个整数构成的list/tuple,卷积核的宽度和长度。如为单个整数,则表示在各个空间维度的相同长度。

  • strides:单个整数或由两个整数构成的list/tuple,为卷积的步长。如为单个整数,则表示在各个空间维度的相同步长。任何不为1的strides均与任何不为1的dilation_rate均不兼容

  • padding:补0策略,为“valid”, “same” 。“valid”代表只进行有效的卷积,即对边界数据不处理。“same”代表保留边界处的卷积结果,通常会导致输出shape与输入shape相同。

  • activation:激活函数,为预定义的激活函数名(参考激活函数),或逐元素(element-wise)的Theano函数。如果不指定该参数,将不会使用任何激活函数(即使用线性激活函数:a(x)=x)

  • dilation_rate:单个整数或由两个个整数构成的list/tuple,指定dilated convolution中的膨胀比例。任何不为1的dilation_rate均与任何不为1的strides均不兼容。

  • data_format:字符串,“channels_first”或“channels_last”之一,代表图像的通道维的位置。该参数是Keras 1.x中的image_dim_ordering,“channels_last”对应原本的“tf”,“channels_first”对应原本的“th”。以128x128的RGB图像为例,“channels_first”应将数据组织为(3,128,128),而“channels_last”应将数据组织为(128,128,3)。该参数的默认值是~/.keras/keras.json中设置的值,若从未设置过,则为“channels_last”。

  • use_bias:布尔值,是否使用偏置项

  • kernel_initializer:权值初始化方法,为预定义初始化方法名的字符串,或用于初始化权重的初始化器。参考initializers

  • bias_initializer:权值初始化方法,为预定义初始化方法名的字符串,或用于初始化权重的初始化器。参考initializers

  • kernel_regularizer:施加在权重上的正则项,为Regularizer对象

  • bias_regularizer:施加在偏置向量上的正则项,为Regularizer对象

  • activity_regularizer:施加在输出上的正则项,为Regularizer对象

  • kernel_constraints:施加在权重上的约束项,为Constraints对象

  • bias_constraints:施加在偏置上的约束项,为Constraints对象

输入shape

‘channels_first’模式下,输入形如(samples,channels,rows,cols)的4D张量

‘channels_last’模式下,输入形如(samples,rows,cols,channels)的4D张量

注意这里的输入shape指的是函数内部实现的输入shape,而非函数接口应指定的input_shape,请参考下面提供的例子。

输出shape

‘channels_first’模式下,为形如(samples,nb_filter, new_rows, new_cols)的4D张量

‘channels_last’模式下,为形如(samples,new_rows, new_cols,nb_filter)的4D张量

输出的行列数可能会因为填充方法而改变

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