空洞卷积(dilation)
具体来说,空洞卷积是在标准的卷积核里注入空洞,以此来增加感受野/接受域。相比原来的正常卷积运算,空洞卷积多了一个超参数,称之为扩张率(Dilation Rate),它指的是卷积核的间隔数量。空洞卷积可以在不用pooling层(pooling层会导致信息损失)且计算量相当的情况下,提供更大的感受野,并有内部数据结构的保留和避免使用down-sampling这样的特性。至于空洞卷积最开始具体是用在哪个
在代码中 也让就是 dilation参数,也就是采样间隔,在不增加参数量的情况下,实现更大的感受野。

总结:
空洞卷积(Dilated Convolution),又名扩张卷积(Atrous Deconvolution),最开始主要是用在图像语义分割任务中,以解决下采样带来的图像分辨率降低、信息丢失问题。具体来说,空洞卷积是在标准的卷积核里注入空洞,以此来增加感受野/接受域。相比原来的正常卷积运算,空洞卷积多了一个超参数,称之为扩张率(Dilation Rate),它指的是卷积核的间隔数量。空洞卷积可以在不用pooling层(pooling层会导致信息损失)且计算量相当的情况下,提供更大的感受野,并有内部数据结构的保留和避免使用down-sampling这样的特性。
在图像语义分割任务中,由于图像分割是一种像素级的预测问题,因此需要使用转置卷积(Transpose Convolution)进行上采样使得输出图像的尺寸与原始的输入图像保持一致。然而,使用卷积或者池化操作进行下采样会导致图像细节信息被丢失,小物体信息将无法被重建。空洞卷积的提出,正是为了解决这一问题。
此外,空洞卷积在深度学习领域还有广泛的应用场景,包括但不限于:
- 图像分割:空洞卷积可以在保持特征图分辨率的同时扩大感受野,这对于需要精细分割的任务尤为重要。
- 目标检测:在目标检测任务中,空洞卷积可以用来模拟人类视觉皮层中的某些特性,从而增强网络的效果。例如,在RFBNet算法中,利用空洞卷积来模拟pRF在人类视觉皮层中的离心率的影响,设计了RFB模块。
- 语音合成:在语音合成领域,空洞卷积也被用于构建模型,如WaveNet等算法。
总之,空洞卷积作为一种重要的卷积操作方式,在深度学习领域具有广泛的应用前景和发展潜力。随着技术的不断进步和创新,空洞卷积将会在更多领域发挥更大的作用。至于空洞卷积最开始具体是用在哪个网络之中,可能因不同的研究和应用而有所不同,但它在图像语义分割任务中的提出和应用是具有里程碑意义的。
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