科普:反卷积原理

一、介绍

反卷积,可以理解为卷积操作的逆运算。这里千万不要当成反卷积操作可以复原卷积操作的输入值,反卷积并没有那个功能,它仅仅是将卷积变换过程中的步骤反向变换一次而已,通过将卷积核转置,与卷积后的结果再做一遍卷积,所以它还有个名字叫转置卷积。

虽然它不能还原出原来卷积的样子,但是在作用上具有类似的效果,可以将带有小部分缺失的信息最大化恢复,也可以用来恢复被卷积生成后的原始输入。

反卷积具体步骤如下:
① 首先是将卷积核反转(并不是转置,而是上下左右方向进行递序操作)。
② 再将卷积结果作为输入,做补0扩充操作,即往每一个元素后面补0.这一步是根据步长来的,对于每个元素沿着步长方向补(步长-1)个0。例如,步长为1就不用补0了。
③ 在扩充后的输入基础上再对整体补0。以原始输入的shape作为输出,按照前面介绍的卷积padding规则,计算pading的补0的位置及个数,得到补0的位置及个数,得到补0的位置要上下和左右各自颠倒一下。
④ 将补0后的卷积结果作为真正的输入,反转后的卷积核为filter,进行步长为1的卷积操作。

注意:计算padding按规则补0时,统一按照padding='SAME'、步长为1*1的方式来计算。

二、举例


上图上面部分展示:以一个[1,4,4,1]的矩阵为例,进行filter为2*2,步长为2*2的卷积操作。

其反卷积操作步骤如上图下半部分。

在反卷积过程中,首先将2*2矩阵通过步长补0的方式变成4*4,再通过padding反方向补0,然后与反转后的filter使用步长为1*1的卷积操作,最终得出结果。但是这个结果已经与原来的全1矩阵不等了,说明转置卷积只能恢复部分特征,无法百分百的恢复原始数据。

版权声明:本文为CSDN博主「cakincheng」的原创文章,
遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/chengqiuming/article/details/80299432

最新文章