在深度學習的算法學習中,都會提到 channels 這個概念。在一般的深度學習框架的 conv2d 中,如 tensorflow 、mxnet ,channels 都是必填的一個參數。
channels 該如何理解?先看一看不同框架中的解釋文檔。
首先,是 tensorflow 中給出的,對於輸入樣本中 channels 的含義。一般的RGB圖片,channels 數量是 3 (紅、綠、藍);而monochrome圖片,channels 數量是 1 。
channels :——tensorflow
Number of color channels in the example images.
For color images, the number of channels is 3 (red, green, blue).
For monochrome images, there is just 1 channel (black).
其次,mxnet 中提到的,一般 channels 的含義是,每個卷積層中卷積核的數量。
channels (int) :——mxnet
The dimensionality of the output space, i.e.
the number of output channels (filters) in the convolution.
為了更直觀的理解,下面舉個例子,圖片使用自 吳恩達老師的深度學習課程 。
如下圖,假設現有一個為 6×6×3 的圖片樣本,使用 3×3×3 的卷積核(filter)進行卷積操作。此時輸入圖片的 channels 為 3 ,而卷積核中的 in_channels 與 需要進行卷積操作的數據的 channels 一致(這里就是圖片樣本,為3)。

接下來,進行卷積操作,卷積核中的27個數字與分別與樣本對應相乘后,再進行求和,得到第一個結果。依次進行,最終得到4×4的結果。

上面步驟完成后,由於只有一個卷積核,所以最終得到的結果為 4×4×1 , out_channels 為 1 。在實際應用中,都會使用多個卷積核。這里如果再加一個卷積核,就會得到 4×4×2 的結果。

總結一下,我把上面提到的 channels 分為三種:
- 最初輸入的圖片樣本的 channels ,取決於圖片類型,比如RGB;
- 卷積操作完成后輸出的 out_channels ,取決於卷積核的數量。此時的 out_channels 也會作為下一次卷積時的卷積核的 in_channels;
- 卷積核中的 in_channels ,剛剛2中已經說了,就是上一次卷積的 out_channels ,如果是第一次做卷積,就是1中樣本圖片channels。
說到這里,相信已經把 channels 講的很清楚了。在CNN中,想搞清楚每一層的傳遞關系,主要就是 height,width 的變化情況,和 channels 的變化情況。
