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输入数据大小为6*128,卷积核大小为1*9,步长为2,卷积核数量为32,为何特征图大小为6*64*32

时间: 2023-04-10 20:03:26 浏览: 120
特征图大小为6*64*32是因为输入数据大小为6*128,卷积核大小为1*9,步长为2,卷积核数量为32,经过卷积计算后,每个卷积核会生成一个大小为6*64的特征图,而卷积核数量为32,所以最终的特征图大小为6*64*32。
相关问题

输入数据大小为6*64,卷积核大小为1*5,步长为2,卷积核数量为32,特征图大小为6*32*32如何计算的

根据输入数据大小为6*64,卷积核大小为1*5,步长为2,卷积核数量为32,可以计算出特征图大小为6*32*32。具体计算方法为:首先,输入数据经过卷积核后,每个卷积核会生成一个特征图,而卷积核数量为32,因此会生成32个特征图。其次,每个卷积核在进行卷积操作时,每次移动的步长为2,因此特征图的大小会根据步长进行缩小,而输入数据的大小为6*64,经过卷积核后,特征图的大小为6*32*32。

将维度为1000*200的数据输入到卷积核数量为128,卷积核大小为16,步长为1的卷积层中,输出的参数维度是多少

假设输入数据的维度为Batch_Size * Sequence_Length * Embedding_Dim = B * L * 1000,其中Batch_Size为批大小,Sequence_Length为序列长度,Embedding_Dim为每个词的嵌入维度。卷积核数量为128,卷积核大小为16,步长为1,padding方式为same。 经过卷积层后,输出数据的维度为Batch_Size * (L - K + 2P) / S + 1 * Conv_Dim = B * (L - 16 + 2*8) / 1 + 1 * 128 = B * (L - 8) * 128,其中K为卷积核大小,P为padding数,S为步长,Conv_Dim为卷积核数量。因此,如果输入数据的维度为1000*200,那么经过该卷积层后输出的参数维度为Batch_Size * (L - K + 2P) / S + 1 * Conv_Dim = 1000 * (200 - 16 + 2*8) / 1 + 1 * 128 = 198,080。
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好的,我们来对CNN模型的每一个卷积块进行“显微镜”级别的详细剖析,并清晰地展示它们是如何串联起来,最终形成强大的特征提取能力的。 ### 整体设计思想 这个CNN模型的设计遵循了一个经典且高效的**分层特征提取**思想。它像一个金字塔结构,底层负责识别最微小、最基础的模式,随着层级加深,这些基础模式被不断组合,形成越来越复杂和抽象的特征。 **核心组件**: 每一个卷积块都由三个标准操作组成: 1. **卷积 (nn.Conv2d)**: **特征检测器**。负责在输入中寻找特定的模式。 2. **激活 (nn.ReLU)**: **非线性开关**。赋予网络学习复杂关系的能力。 3. **池化 (nn.MaxPool2d)**: **信息压缩器**。减小数据尺寸,保留最关键的特征信号。 --- ### 第一卷积块 (Block 1): 基础模式检测 这个块是模型的“眼睛”,负责从原始像素中识别出最基础的视觉元素。 * **输入**: 一批64x64像素的单通道灰度图。形状: [N, 1, 64, 64] (N代表批次大小)。 * **nn.Conv2d(in_channels=1, out_channels=16, kernel_size=3, padding=1)**: * **功能**: 这是特征提取的核心。它使用16个不同的3x3大小的“滤镜”(卷积核),在整张图上滑动扫描。每个滤镜都经过训练,专门用来识别一种特定的基础模式,例如**水平边缘、垂直边缘、对角线、微小的斑点**等。 * in_channels=1: 说明它处理的是单通道(灰度)输入。 * out_channels=16: 意味着它会输出16张特征图(Feature Maps),每一张图都高亮显示了输入图像中特定模式出现的位置。 * padding=1: 在图像周围补一圈0,这使得3x3的卷积核在处理后,图像尺寸保持64x64不变。 * **nn.ReLU()**: 对这16张特征图进行激活,将所有负数值置为0,保留正值,增强模型的表达能力。 * **nn.MaxPool2d(kernel_size=2)**: * **功能**: 进行信息压缩。它以2x2的窗口在每张特征图上滑动,每个窗口只保留其中最大的像素值。 * **效果**: 将16张64x64的特征图,降采样为16张32x32的特征图。这个过程**丢弃了冗余信息,只保留了最强的特征信号**,并使得模型对特征的微小位移不那么敏感。 * **输出**: 16张32x32的特征图。形状: [N, 16, 32, 32]。 --- ### 第二卷积块 (Block 2): 组合模式构建 这个块接收第一块提取出的基础边缘和线条,并将它们组合成更有意义的局部形状。 * **输入**: 上一块输出的16张32x32特征图。形状: [N, 16, 32, 32]。 * **nn.Conv2d(in_channels=16, out_channels=32, ...)**: * **功能**: 现在,它的输入有16个通道。它的卷积核不再是看原始像素,而是在看第一层提取出的“边缘图”和“线条图”。它学习如何**组合这些基础模式**,以识别出更复杂的形状,例如**角点(水平线与垂直线的组合)、曲线、小的圆形或方形结构**。 * out_channels=32: 它输出了32种这类更复杂的组合模式。 * **nn.ReLU() & nn.MaxPool2d(2)**: 同样地,进行激活和池化压缩。 * **输出**: 32张16x16的特征图。形状: [N, 32, 16, 16]。 --- ### 第三卷积块 (Block 3): 抽象纹理识别 这是卷积部分的最后一层,负责将局部形状组合成更宏观、更抽象的纹理特征。 * **输入**: 上一块输出的32张16x16特征图。形状: [N, 32, 16, 16]。 * **nn.Conv2d(in_channels=32, out_channels=64, ...)**: * **功能**: 这一层学习的是更大范围的模式。它可能会识别出由多个角点和曲线构成的**重复性纹理、复杂的对象部件或特定的空间布局**。在恶意软件灰度图的场景下,这些可能对应着**加壳代码区的高度混乱纹理、数据区的规整纹理、或者代码区的某种特定字节序列模式**。 * **nn.ReLU() & nn.MaxPool2d(2)**: 最后一次激活和池化。 * **输出**: 64张8x8的高度抽象特征图。形状: [N, 64, 8, 8]。 --- ### 整体链接:从特征图到最终向量 卷积部分完成了从像素到抽象特征的提炼,现在需要将这些信息整合,形成最终的128维特征向量。 1. **展平 (Flatten)**: * 这是卷积世界和全连接世界的“桥梁”。 * 它将第三块输出的[N, 64, 8, 8]的三维张量,强行“拉直”成一个一维的长向量。每个样本的向量长度为 64 * 8 * 8 = 4096。 * 此时数据形状变为 [N, 4096]。 2. **全连接层 (self.fc)**: * nn.Linear(4096, 128): 这是一个**信息高度浓缩**的过程。它接收4096个特征点,通过一个巨大的权重矩阵,学习这些特征点之间复杂的相互关系,并将它们**投影(映射)到一个更低维(128维)的“语义空间”中**。这个128维向量的每一个维度,都可能代表一种非常高阶的、由多种底层特征组合而成的概念。 * nn.Linear(128, 128): 对这个128维的语义向量进行**最后的精炼和微调**,使其表达能力更强,更适合后续的融合任务。 3. **最终输出**: * 一个代表了整张灰度图所有层次信息的、高度浓缩的**128维特征向量**。形状: [N, 128]。 下面这张图清晰地展示了整个数据流动的过程: mermaid graph TD subgraph "输入层" Input([Input Image
[N, 1, 64, 64]]) end subgraph "卷积块 1" direction LR Conv1(Conv2d
1 -> 16) --> ReLU1 --> Pool1(MaxPool2d) end subgraph "卷积块 2" direction LR Conv2(Conv2d
16 -> 32) --> ReLU2 --> Pool2(MaxPool2d) end subgraph "卷积块 3" direction LR Conv3(Conv2d
32 -> 64) --> ReLU3 --> Pool3(MaxPool2d) end subgraph "全连接部分" direction LR Flatten(Flatten) --> FC1(Linear
4096 -> 128) --> FC2(Linear
128 -> 128) end subgraph "输出层" Output([Feature Vector
[N, 128]]) end Input --> Conv1 Pool1 -- [N, 16, 32, 32] --> Conv2 Pool2 -- [N, 32, 16, 16] --> Conv3 Pool3 -- [N, 64, 8, 8] --> Flatten FC2 --> Output 【绘图】