Pytorch 中nn.Conv2d的参数用法 channel含义详解

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nn.Conv2d

nn.Conv2d是二维卷积方法，相对应的还有一维卷积方法nn.Conv1d,常用于文本数据的处理，而nn.Conv2d一般用于二维图像。

先看一下接口定义：

class torch.nn.Conv2d(in_channels,
	out_channels, kernel_size, stride=1, padding=0, dilation=1, groups=1,
	bias=True)

参数解释：

• stride：步长
• zero-padding:图像四周填0
• dilation:控制 kernel 点之间的空间距离,这个看着定义有点抽象，看下面的图就理解了

• groups:分组卷积

Convolution 层的参数中有一个group参数，其意思是将对应的输入通道与输出通道数进行分组, 默认值为1, 也就是说默认输出输入的所有通道各为一组。
比如输入数据大小为90x100x100x32，通道数32，要经过一个3x3x48的卷积，group默认是1，就是全连接的卷积层。

如果group是2，那么对应要将输入的32个通道分成2个16的通道，将输出的48个通道分成2个24的通道。对输出的2个24的通道，第一个24通道与输入的第一个16通道进行全卷积，第二个24通道与输入的第二个16通道进行全卷积。

极端情况下，输入输出通道数相同，比如为24，group大小也为24，那么每个输出卷积核，只与输入的对应的通道进行卷积。

channel

在深度学习的算法学习中，都会提到 channels 这个概念。在一般的深度学习框架的 conv2d 中，如 tensorflow 、mxnet ，channels 都是必填的一个参数。

channels 该如何理解？

一般的RGB图片，channels 数量是 3 （红、绿、蓝）；而monochrome图片，channels 数量是 1

一般 channels 的含义是**，每个卷积层中卷积核的数量。**
为什么这么说呢，看下面的例子：

如下图，假设现有一个为 6×6×3的图片样本，使用 3×3×3 的卷积核（filter）进行卷积操作。此时输入图片的 channels 为 3 ，而卷积核中的 in_channels 与 需要进行卷积操作的数据的 channels 一致（这里就是图片样本，为3）。

接下来，进行卷积操作，卷积核中的27个数字与分别与样本对应相乘后，再进行求和，得到第一个结果。依次进行，最终得到 4×4 的结果。

上面步骤完成后，由于只有一个卷积核，所以最终得到的结果为 4×4×1， out_channels 为 1 。

在实际应用中，都会使用多个卷积核。这里如果再加一个卷积核，就会得到 4×4×2的结果。

总结一下，我偏好把上面提到的 channels 分为三种：

• 最初输入的图片样本的 channels ，取决于图片类型，比如RGB；
• 卷积操作完成后输出的 out_channels ，取决于卷积核的数量。此时的 out_channels 也会作为下一次卷积时的卷积核的 in_channels；
• 卷积核中的 in_channels ，刚刚2中已经说了，就是上一次卷积的 out_channels ，如果是第一次做卷积，就是1中样本图片的 channels 。

说到这里，相信已经把 channels 讲的很清楚了。在CNN中，想搞清楚每一层的传递关系，主要就是 height,width 的变化情况，和 channels 的变化情况。

参考博文：
Con2d
channel

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