常规卷积 & 深度可分离卷积 参数个数计算和计算代价

常规卷积

假设:
输入feature map是一个尺寸为 Wi * Hi,输入通道数为Ci的张量X,
输出feature map是一个尺寸为Wo * Ho,输出通道数为Co的张量Y,
假设核张量是K,其形状为Co * Ci * Wk * Hk

那么参数数量为:
Wk * Hk * Ci * Co
参数数量只跟卷积核大小(Wk * Hk * Ci)和卷积核个数有关
Because 卷积操作是共享权重

计算代价为:
Wk * Hk * Ci * Co * Wo * Ho
because 卷积操作是局部连接
Wk * Hk * Ci * Co 得到的是输出map的一维度的数据,输出feature map共有Wo * Ho个维度(个人理解,有其它的理解方式)。

也可以理解为Wk * Hk * Ci * Co是输出feature map的一个点,这个点有Co通道,
输出feature map共有Wo * Ho个点

深度可分离卷积

深度可分离卷积将完整的卷积操作分解为两步。

假设 核张量是Wk * Hk *Ci

  1. 先对输入的各个通道执行滤波,输出尺寸为Wo * Ho,输出通道数与输入通道数相同,参数数量是Wk* Hk* Ci,计算代价为 Wo * Ho * Ci * Wk * Hk
  2. 然后对各个通道滤波得到的feature map做1 * 1卷积, 输出通道数是Co。参数数量是1 * 1 * Ci * Co(注意这里与常规卷积操作相同,唯一不同的是卷积核大小变成 1* 1),计算代价为 Ci * Wo * Ho * Co。

上述深度可分离两步的相加结果 = 常规卷积的结果

深度可分离卷积参数总量:
Wk* Hk* Ci + Ci * Co
约为常规卷积的
1/Co + 1/Wk * Hk

深度可分离卷积计算代价总量:
Wo * Ho * Ci * Wk * Hk + Ci * Wo * Ho * Co
约为常规卷积的
1/Co + 1/Wk * Hk

通常卷积核采用3x3 卷积,而Co >>9,因此深度可分离卷积的参数数量和计算代价都是常规卷积的1/8 - 1/9

深度可分离卷积与Xception块区别

1.操作顺序不同:
深度可分离卷积首先执行channel-wise空间卷积,然后再执行11卷积。
Xception块首先执行1
1卷积,然后进行channel-wise空间卷积。

2.第一次卷积操作之后是否存在非线性:
深度可分离卷积只有第二个卷积1*1卷积使用了ReLU非线性激活函数,channel-wise空间卷积不使用非线性激活函数。
Xception块的两个卷积都使用了ReLU非线性激活函数。

http://www.sohu.com/a/317166403_394987
http://www.sohu.com/a/317166403_394987

发布了29 篇原创文章 · 获赞 12 · 访问量 1万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/c2250645962/article/details/102625943