1×1卷积(Conv 1*1)的作用

*
一、来源
二、作用

+ 1. 添加非线性特性
+ 2. 对通道数实现升维/降维
+ 3. 实现跨通道的信息交互与整合

一、来源

C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 是 Network in Network 的简称。

  • 对于单通道图像,其作用仅是进行线性运算;
    1x1卷积(Conv 1*1)的作用
    1x1卷积(Conv 1*1)的作用

在2014谷歌提出的 Inception Network 与 2015年何神等提出的 Residual Network 中均应用了 C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1。

; 二、作用

1. 添加非线性特性

即保持特征图尺寸不发生变化且维持上一层的通道数,在增加网络的深度的同时令网络能够学习更为复杂的函数(特征信息)。

1x1卷积(Conv 1*1)的作用

; 2. 对通道数实现升维/降维

设卷积核大小为 5 × 5 × 192 5\times5\times192 5 ×5 ×1 9 2,以 降维减少计算量 为例。

  • 未使用 C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 的情况下,
    1x1卷积(Conv 1*1)的作用
    输出大小为 28 × 28 × 32 28\times28\times32 2 8 ×2 8 ×3 2,其中每个值均需要经过 5 × 5 × 192 5\times5\times192 5 ×5 ×1 9 2 次乘法,忽略加法的情况下,该层计算量为:
    28 × 28 × 32 × 5 × 5 × 192 ≈ 120 m 28\times28\times32\times5\times5\times192\approx120m 2 8 ×2 8 ×3 2 ×5 ×5 ×1 9 2 ≈1 2 0 m
  • 使用 C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 构建瓶颈层(bottleneck)的情况下,
    1x1卷积(Conv 1*1)的作用
    C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 层:28 × 28 × 16 × 192 ≈ 2.4 m 28\times28\times16\times192\approx2.4m 2 8 ×2 8 ×1 6 ×1 9 2 ≈2 .4 m;
    C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 层:28 × 28 × 32 × 5 × 5 × 16 ≈ 10.0 m 28\times28\times32\times5\times5\times16\approx10.0m 2 8 ×2 8 ×3 2 ×5 ×5 ×1 6 ≈1 0 .0 m。 总参数量为 12.4 m 12.4m 1 2 .4 m。与上一种方式相比,在保证输入和输出的维度相同的情况下,参数量大幅减少。

这就是 C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 的降维作用。

C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 一般只改变输出通道数,而不改变输出的宽度和高度;而 P o o l i n g Pooling P o o l i n g 操作一般只改变输出的宽和高,而不改变通道数。

3. 实现跨通道的信息交互与整合

C o n v 1 × 1 Conv\ 1\times1 C o n v 1 ×1 所实现的通道数增加/减少,本质上其实是通道之间信息的线性组合,这些组合能够使得网络提取更加丰富的高级特征,如上一部分中 28 × 28 × 192 28\times28\times192 2 8 ×2 8 ×1 9 2 的输入经过 1 × 1 × 192 × 16 1\times1\times192\times16 1 ×1 ×1 9 2 ×1 6 的卷积操作后输出为 28 × 28 × 16 28\times28\times16 2 8 ×2 8 ×1 6,即该层输入中的原 192 192 1 9 2 个特征经过 跨通道线性组合 变成了输出中的 16 16 1 6 个特征。这就是通道间的信息交互。

参考:一文读懂卷积神经网络中的1×1卷积核

Original: https://blog.csdn.net/weixin_41936775/article/details/120083958
Author: 犬冢紬希
Title: 1×1卷积(Conv 1*1)的作用

原创文章受到原创版权保护。转载请注明出处:https://www.johngo689.com/688718/

转载文章受原作者版权保护。转载请注明原作者出处!

(0)

大家都在看

亲爱的 Coder【最近整理,可免费获取】👉 最新必读书单  | 👏 面试题下载  | 🌎 免费的AI知识星球