深入理解zeropadding

一、zeropadding2d

zeropadding2d是指在二維卷積神經網路中對輸入的矩陣進行零填充,在卷積中避免像素信息流失的現象。它的作用是在進行二維卷積時,可以有效地增加了圖像的周圍邊界信息,使得邊界上的像素能夠得到足夠的卷積處理,避免信息流失。


import numpy as np
import tensorflow as tf
def zero_padding(img,pad_size):
    padding = ((0,0),(pad_size,pad_size),(pad_size,pad_size),(0,0))
    return tf.pad(img, padding, mode='CONSTANT', constant_values=0)

以上是如何實現2D的zeropadding:

  1. 首先定義一個函數`zero_padding`,接收兩個參數`img`、`pad_size`;
  2. 然後定義變數`padding`,實現了在水平和垂直方向進行`pad_size`長度的零填充;
  3. 最後使用`tf.pad`對輸入的圖片進行零填充。

二、zero padding

zero padding是指對輸入矩陣進行擴展,將邊緣部分用0填充。它的主要作用是在數字信號處理中以零填充的方式來擴展原始數據,以使得波形的長度可以被完整地包含在一個固定的大小內,避免了產生數據量不一致的問題。


def zero_padding_1d(signal, pad_size):
    zeros = np.zeros(pad_size, dtype=signal.dtype)
    return np.concatenate([zeros,signal,zeros])

以下是如何實現1D的zero padding:

  1. 首先定義一個函數`zero_padding_1d`,接收兩個參數:`signal`、`pad_size`;
  2. 定義變數`zeros`,用於在原數字信號兩端填充shape大小為`pad_size`、數據類型為`signal.dtype`的0元素;
  3. 使用`np.concatenate`函數連接`zeros`、原信號和`zeros`三個數組,實現了在信號兩端以0進行填充。

三、zeropadding2d作用

零填充的作用是避免在卷積過程中圖像邊緣由於卷積核的不合適而導致信息丟失。當使用卷積核對二維圖像進行卷積處理時,卷積核只能處理與其大小相同的圖像區域,如果當前處理的位置在圖像邊緣,那麼卷積核處理的圖像區域可能會超出原始圖像的範圍。為了避免出現這種情況,可以對原始圖像進行某種形式的填充操作,以增加圖像大小,使其能夠完全包含所有使用到的卷積核區域。這樣就可以保證了所有像素點都能被卷積核遍歷到。

四、zeropadding填充方式

在進行零填充時,常見的填充方式有兩種:

  • 對稱填充:將邊緣像素複製和鏡像填補。以最後一個像素為例,將其鏡像,按順序填補。
  • 常量填充:直接在邊緣處填充指定值,常用的是0。

五、zeropadding2d是什麼

在深度學習中,`zeropadding2d`是一種常見操作,用於在計算卷積層時,在輸入矩陣的周圍添加若干列和行,使得卷積核能夠處理輸入矩陣的邊緣部分。


tf.keras.layers.Conv2D(filters = 32, kernel_size = (3, 3), activation='relu', padding='same',input_shape = (28,28,1))

在keras中,通過在`Conv2D`中設置`padding=’same’`,即可自動進行zeropadding2d操作。

六、zero padding的主要作用

在數字信號處理中,zero padding的主要作用是對信號的長度進行擴展,使信號長度固定,以便於使用可逆離散傅里葉變換(IDFT)。在圖像分析、語音識別等領域中,信號長度的變化會直接影響到模型精度和魯棒性,使用zero padding可以避免此問題。

原創文章,作者:小藍,如若轉載,請註明出處:https://www.506064.com/zh-tw/n/248567.html

(0)
打賞 微信掃一掃 微信掃一掃 支付寶掃一掃 支付寶掃一掃
小藍的頭像小藍
上一篇 2024-12-12 13:28
下一篇 2024-12-12 13:28

相關推薦

  • 深入解析Vue3 defineExpose

    Vue 3在開發過程中引入了新的API `defineExpose`。在以前的版本中,我們經常使用 `$attrs` 和` $listeners` 實現父組件與子組件之間的通信,但…

    編程 2025-04-25
  • 深入理解byte轉int

    一、位元組與比特 在討論byte轉int之前,我們需要了解位元組和比特的概念。位元組是計算機存儲單位的一種,通常表示8個比特(bit),即1位元組=8比特。比特是計算機中最小的數據單位,是…

    編程 2025-04-25
  • 深入理解Flutter StreamBuilder

    一、什麼是Flutter StreamBuilder? Flutter StreamBuilder是Flutter框架中的一個內置小部件,它可以監測數據流(Stream)中數據的變…

    編程 2025-04-25
  • 深入探討OpenCV版本

    OpenCV是一個用於計算機視覺應用程序的開源庫。它是由英特爾公司創建的,現已由Willow Garage管理。OpenCV旨在提供一個易於使用的計算機視覺和機器學習基礎架構,以實…

    編程 2025-04-25
  • 深入了解scala-maven-plugin

    一、簡介 Scala-maven-plugin 是一個創造和管理 Scala 項目的maven插件,它可以自動生成基本項目結構、依賴配置、Scala文件等。使用它可以使我們專註於代…

    編程 2025-04-25
  • 深入了解LaTeX的腳註(latexfootnote)

    一、基本介紹 LaTeX作為一種排版軟體,具有各種各樣的功能,其中腳註(footnote)是一個十分重要的功能之一。在LaTeX中,腳註是用命令latexfootnote來實現的。…

    編程 2025-04-25
  • 深入了解Python包

    一、包的概念 Python中一個程序就是一個模塊,而一個模塊可以引入另一個模塊,這樣就形成了包。包就是有多個模塊組成的一個大模塊,也可以看做是一個文件夾。包可以有效地組織代碼和數據…

    編程 2025-04-25
  • 深入理解Python字元串r

    一、r字元串的基本概念 r字元串(raw字元串)是指在Python中,以字母r為前綴的字元串。r字元串中的反斜杠(\)不會被轉義,而是被當作普通字元處理,這使得r字元串可以非常方便…

    編程 2025-04-25
  • 深入剖析MapStruct未生成實現類問題

    一、MapStruct簡介 MapStruct是一個Java bean映射器,它通過註解和代碼生成來在Java bean之間轉換成本類代碼,實現類型安全,簡單而不失靈活。 作為一個…

    編程 2025-04-25
  • 深入探討馮諾依曼原理

    一、原理概述 馮諾依曼原理,又稱「存儲程序控制原理」,是指計算機的程序和數據都存儲在同一個存儲器中,並且通過一個統一的匯流排來傳輸數據。這個原理的提出,是計算機科學發展中的重大進展,…

    編程 2025-04-25

發表回復

登錄後才能評論