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Conv2D 层

[源代码]

Conv2D

tf_keras.layers.Conv2D(
    filters,
    kernel_size,
    strides=(1, 1),
    padding="valid",
    data_format=None,
    dilation_rate=(1, 1),
    groups=1,
    activation=None,
    use_bias=True,
    kernel_initializer="glorot_uniform",
    bias_initializer="zeros",
    kernel_regularizer=None,
    bias_regularizer=None,
    activity_regularizer=None,
    kernel_constraint=None,
    bias_constraint=None,
    **kwargs
)

二维卷积层(例如,图像上的空间卷积)。

此层创建一个卷积核,该卷积核与层输入进行卷积以生成输出张量。如果use_bias为 True,则会创建一个偏差向量并将其添加到输出中。最后,如果activation不为None,则将其应用于输出。

当在模型中将此层用作第一层时,请提供关键字参数input_shape(整数元组或None,不包括样本轴),例如,对于data_format="channels_last"中的 128x128 RGB 图像,input_shape=(128, 128, 3)。当维度大小可变时,可以使用None

示例

>>> # The inputs are 28x28 RGB images with `channels_last` and the batch
>>> # size is 4.
>>> input_shape = (4, 28, 28, 3)
>>> x = tf.random.normal(input_shape)
>>> y = tf.keras.layers.Conv2D(
... 2, 3, activation='relu', input_shape=input_shape[1:])(x)
>>> print(y.shape)
(4, 26, 26, 2)
>>> # With `dilation_rate` as 2.
>>> input_shape = (4, 28, 28, 3)
>>> x = tf.random.normal(input_shape)
>>> y = tf.keras.layers.Conv2D(
...     2, 3,
...     activation='relu',
...     dilation_rate=2,
...     input_shape=input_shape[1:])(x)
>>> print(y.shape)
(4, 24, 24, 2)
>>> # With `padding` as "same".
>>> input_shape = (4, 28, 28, 3)
>>> x = tf.random.normal(input_shape)
>>> y = tf.keras.layers.Conv2D(
... 2, 3, activation='relu', padding="same", input_shape=input_shape[1:])(x)
>>> print(y.shape)
(4, 28, 28, 2)
>>> # With extended batch shape [4, 7]:
>>> input_shape = (4, 7, 28, 28, 3)
>>> x = tf.random.normal(input_shape)
>>> y = tf.keras.layers.Conv2D(
... 2, 3, activation='relu', input_shape=input_shape[2:])(x)
>>> print(y.shape)
(4, 7, 26, 26, 2)

参数

  • filters:整数,输出空间的维度(即卷积中输出滤波器的数量)。
  • kernel_size:整数或包含 2 个整数的元组/列表,指定二维卷积窗口的高度和宽度。可以是单个整数,以指定所有空间维度相同的数值。
  • strides:整数或包含 2 个整数的元组/列表,指定沿高度和宽度卷积的步长。可以是单个整数,以指定所有空间维度相同的数值。指定任何步长值 != 1 与指定任何dilation_rate值 != 1 不兼容。
  • padding"valid""same"之一(不区分大小写)。"valid"表示不填充。"same"导致在输入的左侧/右侧或上下方均匀地用零填充。当padding="same"strides=1时,输出与输入具有相同的大小。
  • data_format:字符串,channels_last(默认值)或channels_first之一。输入中维度的顺序。channels_last对应于形状为(batch_size, height, width, channels)的输入,而channels_first对应于形状为(batch_size, channels, height, width)的输入。如果未指定,则使用在 TF-Keras 配置文件 ~/.keras/keras.json(如果存在)中找到的image_data_format值,否则为'channels_last'。请注意,TensorFlow 在 CPU 上当前不支持channels_first格式。默认为'channels_last'。
  • dilation_rate:整数或包含 2 个整数的元组/列表,指定用于膨胀卷积的膨胀率。可以是单个整数,以指定所有空间维度相同的数值。目前,指定任何dilation_rate值 != 1 与指定任何步长值 != 1 不兼容。
  • groups:一个正整数,指定输入沿通道轴分割成的组数。每个组分别与filters / groups个滤波器进行卷积。输出是所有groups结果沿通道轴的连接。输入通道和filters都必须能够被groups整除。
  • activation:要使用的激活函数。如果未指定任何内容,则不应用任何激活(请参阅keras.activations)。
  • use_bias:布尔值,指示层是否使用偏差向量。
  • kernel_initializerkernel权重矩阵的初始化器(请参阅keras.initializers)。默认为'glorot_uniform'。
  • bias_initializer:偏差向量的初始化器(请参阅keras.initializers)。默认为'zeros'。
  • kernel_regularizer:应用于kernel权重矩阵的正则化函数(请参阅keras.regularizers)。
  • bias_regularizer:应用于偏差向量的正则化函数(请参阅keras.regularizers)。
  • activity_regularizer:应用于层输出(其“激活”)的正则化函数(请参阅keras.regularizers)。
  • kernel_constraint:应用于核矩阵的约束函数(请参阅keras.constraints)。
  • bias_constraint:应用于偏差向量的约束函数(请参阅keras.constraints)。

输入形状

如果data_format='channels_first',则形状为batch_shape + (channels, rows, cols)的 4+D 张量;如果data_format='channels_last',则形状为batch_shape + (rows, cols, channels)的 4+D 张量。

输出形状

如果data_format='channels_first',则形状为batch_shape + (filters, new_rows, new_cols)的 4+D 张量;如果data_format='channels_last',则形状为batch_shape + (new_rows, new_cols, filters)的 4+D 张量。由于填充,rowscols值可能已更改。

返回值

表示activation(conv2d(inputs, kernel) + bias)的秩为 4+的张量。

引发异常

  • ValueError:如果padding"causal"
  • ValueError:当strides > 1dilation_rate > 1时。