- 输入通道数(in_channels)
- 输出通道数(out_channels)
在卷积神经网络中通常需要输入
in_channels
和
out_channels
,即输入通道数和输出通道数,它们代表什么意思呢?
输入通道数(in_channels)
输入通道数(in_channels)通常指的是输入数据的深度或者特征的数量。
- in_channels 的含义类似于数据中的属性(attribute)。
- 比如在处理人脸识别数据时,输入数据可能包含头部特征、眼睛特征、鼻子特征等属性,这些属性就是输入通道。
- 通过设置不同的 in_channels,我们可以将不同的特征分别传递给卷积层进行处理,并提取出不同的特征信息。
这样,我们就可以让卷积层对不同的特征进行学习和提取,从而得到更加丰富、准确的特征表达。
- in_channels 表示卷积层的输入通道数,也就是输入数据特征图的深度(depth)。
对于二维图像数据而言,输入通道数的含义是每个像素点有多少个数值来描述。
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以 RGB 彩色图像为例,每个像素点由三个通道的数值(红色、绿色、蓝色)组成,因此输入通道数为 3。
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而对于灰度图像来说,每个像素点只有一个通道的数值,因此输入通道数为 1。
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在卷积神经网络中,每层卷积层的过滤器会提取输入数据中某一方面的特征,并将这些特征输出到下一层卷积层。
当卷积层有多个通道时,每个通道的过滤器将分别提取输入数据在不同方面的特征,产生多个输出特征图,这些特征图也被称为“通道”。
为什么图片的类型是RGB的,它的通道数就是3呢?
在人眼中看到的图片是五颜六色,对于计算机来说就只是数字。那么计算机如何分辨图片颜色呢?——RGB。所有颜色都可以用这三种颜色来表示,因此我们只需要三个数字就可以表示一种颜色。
计算机要表示整张图片,就是用数字去表示整张图片的所有像素,但是每个像素需要三个数值来表示,于是就有了图片的3通道。每个通道分别表示RGB三种颜色。
最初的通道数是3,但是有的神经网络通道数多达100多个,怎么理解呢?
我们依然可以类比RGB通道,对于多通道我们可以看做是颜色表示的更抽象版本,每一个通道都表示图像某一方面的信息。
- 通道数通常是通过卷积层的参数设置来决定的,而具体的数值则根据具体问题和模型复杂度的需要而确定。
- 在常用的卷积神经网络模型 VGG16 中,第一个卷积层的通道数为 64;
- 而在 ResNet 等深度网络中,常常使用更多的通道数以增加模型的表达能力和性能。
需要注意的是,在卷积神经网络中,一个卷积层的输出将作为下一层的输入,并参与后续的计算和处理。通过卷积操作,我们可以提取输入数据的局部特征并生成更深、更抽象的特征表达,从而实现图像分类、目标检测等任务。
输出通道数(out_channels)
输出通道数,即卷积核(滤波器 Filter)的个数。每个卷积核可以提取一种特征,并得到一张新的特征图。
out_channels 表示卷积层中卷积核的数量,也就是提取特征的数量。
- 一个卷积核可以提取一种特定的特征,比如边缘、角落等。
- 当我们需要从输入数据中提取多种不同的特征时,就需要使用多个卷积核,每个卷积核都可以提取一种不同的特征。
- 而 out_channels 的数量就是卷积核的数量,即每个卷积核各自生成一个输出特征图,这些特征图汇总起来,就是最终的输出特征图。
因此,out_channels 表示了卷积层在处理输入数据时,可以提取多少种不同的特征,也代表了卷积层的容量大小,out_channels 是可以根据自己的需要来设置的。
此处的卷积核指的是 Filter 过滤器(滤波器),而不是内核 Kernel。
滤波器和内核的关系参见博文:滤波器、卷积核与内核的关系
in_channels 和 out_channels 和卷积核的关系,参见博文:卷积的理解,卷积与通道的关系