参考:https://blog.csdn.net/qq_41368247/article/details/86626446

使用前提:stride > 1

补充:same卷积操作

是通过padding使得卷积之后输出的特征图大小保持不变(相对于输入特征图),不代表得到的输出特征图的大小与输入特征图的大小完全相同,而是他们之间的比例保持为 输入特征图大小/输出特征图大小 = stride

举例:

比如输入特征图为6*6,stride=2, kernel_size = 3, 所以进行same卷机操作得输出特征图为3*3 (6/2 = 3)

如果输入特征图为5*5,stride=2,kernel_size = 3,这时候设置padding = 1,那么也会得到输出特征图为3*3

那么这样的情况就会导致在逆卷积时出现一个问题。

问题:

问题就是,不同大小的图片经过卷积运算能得到相同尺寸的输出,那么作为逆运算,同样的一张输入图像经过反卷积是否会有不同尺寸的合法输出?这样的话就存在争议了

上面还只是进行same卷积的情况,如果考虑valid卷积,stride=2, kernel_size = 3,padding=0时,输入特征图为7*7和8*8的结果也是3*3

解决争议的办法就是使用output_padding参数

output_padding的作用是:

当stride > 1时,Conv2d将多个输入形状映射到相同的输出形状。output_padding通过在一边有效地增加计算出的输出形状来解决这种模糊性。

首先我们要认同一个前提:

大多数情况下我们都希望经过卷积/反卷积处理后的图像尺寸比例与步长相等,即输入特征图大小/输出特征图大小 = stride,也就是same模式

所以我们只要通过添加output_padding这一参数来使得结果满足这一前提,那么输出的图片的大小就能够保证为输入图片*stride的大小,而不是任意可能的大小

实现办法:

因为pytorch将参数padding(注意与output_padding区别)建议设置为(kernel_size - 1)/2,由式子padding= kernel - 1 - padding转换而来

那么根据式子:

当我们希望得到输入特征图大小/输出特征图大小 = stride的话,代入上面的式子能够得到结果:

padding = (kernel_size - stride + output_padding )/2

所以为了让padding = (kernel_size - 1)/2,则output_padding应该取值为stride - 1,这样就能够满足输入特征图大小/输出特征图大小 = stride

当然,你可以取别的值,这并不会影响到逆卷积的计算,但是在后面进行有关大小的操作时就很可能出现问题,因为输出的图片的大小并不能保证是 输入图片*stride的大小,可能是任意正确的大小,如上面举的例子,可能是7*7或8*8等

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