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卷积神经网络之感受野
 
来源:blog.csdn.net  编辑:xjh  2019-12-31

基本定义

•定义:感受野用来表示网络内部的不同神经元对原图像的感受范围的大小,或者说,convNets(cnn)每一层输出的特征图(feature map)上的像素点在原始图像上映射的区域大小。

•神经元之所以无法对原始图像的所有信息进行感知,是因为在这些网络结构中普遍使用卷积层和pooling层,在层与层之间均为局部连接。

•神经元感受野的值越大表示其能接触到的原始图像范围就越大,也意味着它可能蕴含更为全局,语义层次更高的特征;相反,值越小则表示其所包含的特征越趋向局部和细节。因此感受野的值可以用来大致判断每一层的抽象层次。

感受野为3*3


感受野为5*5


感受野为7*7

简言之,在卷积神经网络中,感受野(Receptive Field)的定义是卷积神经网络每一层输出的特征图(feature map)上的像素点在输入图片上映射的区域大小。再通俗点的解释是,特征图上的一个点对应输入图上的区域。


上文所述的是理论感受野,而特征的有效感受野(实际起作用的感受野)实际上是远小于理论感受野的,具体数学分析比较复杂,不再赘述。

感受野的计算

感受野计算时有下面几个知识点需要知道:

.最后一层(卷积层或池化层)输出特征图感受野的大小等于卷积核的大小。

.第i层卷积层的感受野大小和第i层的卷积核大小和步长有关系,同时也与第(i+1)层感受野大小有关。

.计算感受野的大小时忽略了图像边缘的影响,即不考虑padding的大小。

关于感受野大小的计算方式是采用从最后一层往下计算的方法,即先计算最深层在前一层上的感受野,然后逐层传递到第一层,使用的公式可以表示如下:



计算VGG16网络每层的感受野

(1)引例。VGG16网络有点复杂,我们先来计算一个简单的例子,先学会计算感受野,在来分析复杂的网络。


我们从最后一层的池化层开始计算感受野:

pool3:RF=2(最后一层池化层输出特征图的感受野大小等于卷积核的大小)

conv4:RF=(2-1)*1+3=4

conv3:RF=(4-1)*1+3=6

pool2:RF=(6-1)*2+2=12

conv2:RF=(12-1)*1+3=14

pool1:RF=(14-1)*2+2=28

conv1:RF=(28-1)*1+3=30

因此,pool3 输出的特征图在输入图片上的感受野为30*30

其它机器学习、深度学习算法的全面系统讲解可以阅读《机器学习-原理、算法与应用》,清华大学出版社,雷明著

来源:
https://blog.csdn.net/sigai_csdn/article/details/81180172
https://blog.csdn.net/program_developer/article/details/80958716


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