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c05b97df
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5月 15, 2020
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5月 15, 2020
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add paddle.nn.Conv2D cn doc
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doc/fluid/api_cn/nn_cn/Conv2D_cn.rst
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doc/fluid/api_cn/nn_cn/Conv2D_cn.rst
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c05b97df
Conv2D
-------------------------------
**版本升级,文档正在开发中**
.. py:class:: paddle.nn.Conv2d(num_channels, num_filters, filter_size, padding=0, stride=1, dilation=1, groups=None, param_attr=None, bias_attr=None, use_cudnn=True, act=None, name=None, data_format="NCHW", dtype="float32")
**二维卷积层**
该OP是二维卷积层(convolution2D layer),根据输入、滤波器、步长(stride)、填充(padding)、膨胀比例(dilations)一组参数计算输出特征层大小。输入和输出是NCHW或NHWC格式,其中N是批尺寸,C是通道数,H是特征高度,W是特征宽度。滤波器是MCHW格式,M是输出图像通道数,C是输入图像通道数,H是滤波器高度,W是滤波器宽度。如果组数(groups)大于1,C等于输入图像通道数除以组数的结果。详情请参考UFLDL's : `卷积 <http://ufldl.stanford.edu/tutorial/supervised/FeatureExtractionUsingConvolution/>`_ 。如果bias_attr不为False,卷积计算会添加偏置项。如果指定了激活函数类型,相应的激活函数会作用在最终结果上。
对每个输入X,有等式:
.. math::
Out = \sigma \left ( W * X + b \right )
其中:
- :math:`X` :输入值,NCHW或NHWC格式的4-D Tensor
- :math:`W` :滤波器值,MCHW格式的4-D Tensor
- :math:`*` :卷积操作
- :math:`b` :偏置值,2-D Tensor,形状为 ``[M,1]``
- :math:`\sigma` :激活函数
- :math:`Out` :输出值,NCHW或NHWC格式的4-D Tensor, 和 ``X`` 的形状可能不同
**示例**
- 输入:
输入形状::math:`(N,C_{in},H_{in},W_{in})`
滤波器形状: :math:`(C_{out},C_{in},H_{f},W_{f})`
- 输出:
输出形状: :math:`(N,C_{out},H_{out},W_{out})`
其中
.. math::
H_{out} &= \frac{\left ( H_{in} + padding\_height\_top + padding\_height\_bottom-\left ( dilation[0]*\left ( H_{f}-1 \right )+1 \right ) \right )}{stride[0]}+1
W_{out} &= \frac{\left ( W_{in} + padding\_width\_left + padding\_width\_right -\left ( dilation[1]*\left ( W_{f}-1 \right )+1 \right ) \right )}{stride[1]}+1
如果 ``padding`` = "SAME":
.. math::
H_{out} = \frac{(H_{in} + stride[0] - 1)}{stride[0]}
.. math::
W_{out} = \frac{(W_{in} + stride[1] - 1)}{stride[1]}
如果 ``padding`` = "VALID":
.. math::
H_{out} = \frac{\left ( H_{in} -\left ( dilation[0]*\left ( H_{f}-1 \right )+1 \right ) \right )}{stride[0]}+1
W_{out} = \frac{\left ( W_{in} -\left ( dilation[1]*\left ( W_{f}-1 \right )+1 \right ) \right )}{stride[1]}+1
参数:
- **num_channels** (int) - 输入图像的通道数。
- **num_filters** (int) - 滤波器(卷积核)的个数。和输出图像通道相同。
- **filter_size** (int|list|tuple) - 滤波器大小。如果它是一个列表或元组,则必须包含两个整数值:(filter_size_height,filter_size_width)。若为一个整数,filter_size_height = filter_size_width = filter_size。
- **padding** (int|list|tuple|str,可选) - 填充大小。如果它是一个字符串,可以是"VALID"或者"SAME",表示填充算法,计算细节可参考上述 ``padding`` = "SAME"或 ``padding`` = "VALID" 时的计算公式。如果它是一个元组或列表,它可以有3种格式:(1)包含4个二元组:当 ``data_format`` 为"NCHW"时为 [[0,0], [0,0], [padding_height_top, padding_height_bottom], [padding_width_left, padding_width_right]],当 ``data_format`` 为"NHWC"时为[[0,0], [padding_height_top, padding_height_bottom], [padding_width_left, padding_width_right], [0,0]];(2)包含4个整数值:[padding_height_top, padding_height_bottom, padding_width_left, padding_width_right];(3)包含2个整数值:[padding_height, padding_width],此时padding_height_top = padding_height_bottom = padding_height, padding_width_left = padding_width_right = padding_width。若为一个整数,padding_height = padding_width = padding。默认值:0。
- **stride** (int|list|tuple,可选) - 步长大小。滤波器和输入进行卷积计算时滑动的步长。如果它是一个列表或元组,则必须包含两个整型数:(stride_height,stride_width)。若为一个整数,stride_height = stride_width = stride。默认值:1。
- **dilation** (int|list|tuple,可选) - 膨胀比例大小。空洞卷积时会使用该参数,滤波器对输入进行卷积时,感受野里每相邻两个特征点之间的空洞信息。如果膨胀比例为列表或元组,则必须包含两个整型数:(dilation_height,dilation_width)。若为一个整数,dilation_height = dilation_width = dilation。默认值:1。
- **groups** (int,可选) - 二维卷积层的组数。根据Alex Krizhevsky的深度卷积神经网络(CNN)论文中的成组卷积:当group=n,输入和滤波器分别根据通道数量平均分为n组,第一组滤波器和第一组输入进行卷积计算,第二组滤波器和第二组输入进行卷积计算,……,第n组滤波器和第n组输入进行卷积计算。默认值:1。
- **param_attr** (ParamAttr,可选) - 指定权重参数属性的对象。默认值为None,表示使用默认的权重参数属性。具体用法请参见 :ref:`cn_api_fluid_ParamAttr` 。
- **bias_attr** (ParamAttr|bool,可选)- 指定偏置参数属性的对象。若 ``bias_attr`` 为bool类型,只支持为False,表示没有偏置参数。默认值为None,表示使用默认的偏置参数属性。具体用法请参见 :ref:`cn_api_fluid_ParamAttr` 。
- **use_cudnn** (bool,可选)- 是否使用cudnn内核。只有已安装cudnn库时才有效。默认值:True。
- **act** (str,可选) - 激活函数类型, 如tanh、softmax、sigmoid,relu等,支持列表请参考 :ref:`api_guide_activations` 。如果设为None,则未添加激活函数。默认值:None。
- **name** (str,可选) – 具体用法请参见 :ref:`cn_api_guide_Name` ,一般无需设置,默认值:None。
- **data_format** (str,可选) - 指定输入的数据格式,输出的数据格式将与输入保持一致,可以是"NCHW"和"NHWC"。N是批尺寸,C是通道数,H是特征高度,W是特征宽度。默认值:"NCHW"。
- **dtype** (str, 可选) – 权重的数据类型,可以为float32或float64。默认为float32。
属性
::::::::::::
.. py:attribute:: weight
本层的可学习参数,类型为 ``Parameter``
.. py:attribute:: bias
本层的可学习偏置,类型为 ``Parameter``
返回: 无。
抛出异常:
- ``ValueError`` - 如果 ``use_cudnn`` 不是bool值。
- ``ValueError`` - 如果 ``data_format`` 既不是"NCHW"也不是"NHWC"。
- ``ValueError`` - 如果 ``input`` 的通道数未被明确定义。
- ``ValueError`` - 如果 ``padding`` 是字符串,既不是"SAME"也不是"VALID"。
- ``ValueError`` - 如果 ``padding`` 含有4个二元组,与批尺寸对应维度的值不为0或者与通道对应维度的值不为0。
- ``ShapeError`` - 如果输入不是4-D Tensor。
- ``ShapeError`` - 如果输入和滤波器的维度大小不相同。
- ``ShapeError`` - 如果输入的维度大小与 ``stride`` 之差不是2。
- ``ShapeError`` - 如果输出的通道数不能被 ``groups`` 整除。
**代码示例**:
.. code-block:: python
import numpy as np
from paddle import fluid
import paddle.fluid.dygraph as dg
from paddle import nn
x = np.random.uniform(-1, 1, (2, 4, 8, 8)).astype('float32')
place = fluid.CPUPlace()
with dg.guard(place):
x_var = dg.to_variable(x)
conv = nn.Conv2D(4, 6, (3, 3))
y_var = conv(x_var)
y_np = y_var.numpy()
print(y_np.shape)
# (2, 6, 6, 6)
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