如何使用keras中的卷積層和池化層

這篇文章主要為大家展示了如何使用keras中的卷積層和池化層，內容簡而易懂，希望大家可以學習一下，學習完之后肯定會有收獲的，下面讓小編帶大家一起來看看吧。

卷積層

創建卷積層

首先導入keras中的模塊

from keras.layers import Conv2D

卷積層的格式及參數：

Conv2D(filters, kernel_size, strides, padding, activation='relu', input_shape)

filters: 過濾器數量

kernel_size：指定卷積窗口的高和寬的數字

strides: 卷積stride，如果不指定任何值，則strides設為1

padding: 選項包括'valid'和'same'，默認值為'valid'

activation: 通常為'relu'，如果不指定任何值，則不應用任何激活函數，通常應該向網絡中每個卷積層添加一個Relu激活函數

如果卷積層出現在輸入層之后，必須提供另一個input_shape參數：

input_shape: 指定輸入的高度、寬度和深度的元組；如果卷積層不是網絡的第一個層級，則不應該包含input_shape參數。

示例1：

假設我要構建一個 CNN，輸入層接受的是 200 x 200 像素（對應于高 200、寬 200、深 1 的三維數組）的灰度圖片。然后，假設我希望下一層級是卷積層，具有 16 個過濾器，每個寬和高分別為 2。在進行卷積操作時，我希望過濾器每次跳轉 2 個像素。并且，我不希望過濾器超出圖片界限之外；也就是說，我不想用 0 填充圖片。

要構建該卷積層，我將使用下面的代碼

Conv2D(filters=16, kernel_size=2, strides=2, activation='relu', input_shape=(200, 200, 1))

示例 2

假設我希望 CNN 的下一層級是卷積層，并將示例 1 中構建的層級作為輸入。假設新層級是 32 個過濾器，每個的寬和高都是 3。在進行卷積操作時，我希望過濾器每次移動 1 個像素。我希望卷積層查看上一層級的所有區域，因此不介意過濾器在進行卷積操作時是否超過上一層級的邊緣。

然后，要構建此層級，我將使用以下代碼：

Conv2D(filters=32, kernel_size=3, padding='same', activation='relu')

卷積層中的參數數量

卷積層中的參數數量取決于filters, kernel_size, input_shape的值

K: 卷積層中的過濾器數量， K=filters

F：卷積過濾器的高度和寬度, F = kernal_size

D_in: 上一層級的深度, D_in是input_shape元組中的最后一個值

卷積層中的參數數量計算公式為：K * F * F * D_in + K

卷積層的形狀

卷積層的形狀取決于kernal_size, input_shape, padding, stride的值

K: 卷積層中的過濾器數量，K = filters

F: 卷積過濾器的高度和寬度， F = kernal_size

H_in: 上一層級的高度

W_in: 上一層級的寬度

S: stride

卷積層的深度始終為過濾器數量K

如果padding=‘same', 那么卷積層的空間維度計算公式如下：

height = ceil(float(H_in) / float(S))
width = ceil(float(W_in) / float(S))

如果padding = ‘valid', 那么卷積層的空間維度計算公式如下：

height = ceil(float(H_in - F + 1) / float(S))
width = ceil(float(W_in - F + 1) / float(S))

可以使用如下形式檢測卷積層的維度：

from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv2D

model = Sequential()
model.add(Conv2D(filters=32, kernel_size=3, strides=2, padding='same', 
 activation='relu', input_shape=(128, 128, 3)))
model.summary()

池化層

keras中的最大池化層

創建池化層，首先導入keras中的模塊

from keras.layers import MaxPooling2D

然后用以下形式創建池化層

MaxPooling2D(pool_size, strides, padding)

參數

pool_size：指定池化窗口高度和寬度的數字

strides：垂直和水平stride，默認參數為pool_size

padding：選項包括'valid'和'same'，默認參數為'valid'

示例：

假設我要構建一個 CNN，并且我想通過在卷積層后面添加最大池化層，降低卷積層的維度。假設卷積層的大小是 (100, 100, 15)，我希望最大池化層的大小為 (50, 50, 15)。

要實現這一點，我可以在最大池化層中使用 2x2 窗口，stride 設為 2，代碼如下：

MaxPooling2D(pool_size=2, strides=2)

如果你想將 stride 設為 1，但是窗口大小依然保留為 2x2，則使用以下代碼：

MaxPooling2D(pool_size=2, strides=1)

可以使用如下形式檢測最大池化層的維度：

from keras.models import Sequential
from keras.layers import MaxPooling2D

model = Sequential()
model.add(MaxPooling2D(pool_size=2, strides=2, input_shape=(100, 100, 15)))
model.summary()

以上就是關于如何使用keras中的卷積層和池化層的內容，如果你們有學習到知識或者技能，可以把它分享出去讓更多的人看到。