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Conv3D 层

[源代码]

Conv3D

tf_keras.layers.Conv3D(
    filters,
    kernel_size,
    strides=(1, 1, 1),
    padding="valid",
    data_format=None,
    dilation_rate=(1, 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
)

3D 卷积层(例如,体积上的空间卷积)。

此层创建一个卷积核,该卷积核与层输入进行卷积以产生输出张量。如果 use_bias 为 True,则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。

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,在 data_format="channels_last" 中,对于具有单个通道的 128x128x128 体积,input_shape=(128, 128, 128, 1)

示例

>>> # The inputs are 28x28x28 volumes with a single channel, and the
>>> # batch size is 4
>>> input_shape =(4, 28, 28, 28, 1)
>>> x = tf.random.normal(input_shape)
>>> y = tf.keras.layers.Conv3D(
... 2, 3, activation='relu', input_shape=input_shape[1:])(x)
>>> print(y.shape)
(4, 26, 26, 26, 2)
>>> # With extended batch shape [4, 7], e.g. a batch of 4 videos of
>>> # 3D frames, with 7 frames per video.
>>> input_shape = (4, 7, 28, 28, 28, 1)
>>> x = tf.random.normal(input_shape)
>>> y = tf.keras.layers.Conv3D(
... 2, 3, activation='relu', input_shape=input_shape[2:])(x)
>>> print(y.shape)
(4, 7, 26, 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 3 个整数的元组/列表,指定 3D 卷积窗口的深度、高度和宽度。可以是单个整数以指定所有空间维度的相同值。
  • strides:整数或 3 个整数的元组/列表,指定沿每个空间维度卷积的步长。可以是单个整数以指定所有空间维度的相同值。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" 会导致在输入的左侧/右侧或上下方用零均匀填充,以便输出具有与输入相同的宽度/高度维度。
  • 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_shape + (spatial_dim1, spatial_dim2, spatial_dim3, channels) 的输入,而 channels_first 对应于形状为 batch_shape + (channels, spatial_dim1, spatial_dim2, spatial_dim3) 的输入。如果未指定,则使用 TF-Keras 配置文件(如果存在)中 ~/.keras/keras.json 中找到的 image_data_format 值,否则为 'channels_last'。请注意,TensorFlow 在 CPU 上目前不支持 channels_first 格式。默认为 'channels_last'。
  • dilation_rate:整数或 3 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的相同值。当前,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。每组单独使用 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 都必须可被 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',则为形状为 batch_shape + (channels, conv_dim1, conv_dim2, conv_dim3) 的 5+D 张量;如果 data_format='channels_last',则为形状为 batch_shape + (conv_dim1, conv_dim2, conv_dim3, channels) 的 5+D 张量。

输出形状

如果 data_format='channels_first',则为形状为 batch_shape + (filters, new_conv_dim1, new_conv_dim2, new_conv_dim3) 的 5+D 张量;如果 data_format='channels_last',则为形状为 batch_shape + (new_conv_dim1, new_conv_dim2, new_conv_dim3, filters) 的 5+D 张量。由于填充,new_conv_dim1new_conv_dim2new_conv_dim3 值可能已更改。

返回值

一个秩为 5+ 的张量,表示 activation(conv3d(inputs, kernel) + bias)

引发异常

  • ValueError:如果 padding 为“causal”。
  • ValueError:当 strides > 1dilation_rate > 1 时。