1)常规卷积运算
假设输入层为一个大小为64×64 像素,三通道的彩色图片。经过一个包含4个filter 的卷积层,最终输出4个Feature Map,并且尺寸与输入层相同。
此时卷积层共4个filter,每个filter 包含3个kernel,每个kernel的大小为3×3,因此卷积层的参数量如下计算:
N_std=4×3×3×3×3=108
2 Separable Convolution
核心思想是将一个完整的卷积运算分解为两步,分别为Depthwise Convolution 与Pointwise Convolution
2.1 Depthwise Convolution
一个大小为64×64 像素,三通道彩色图片首次经过第一次卷积运算,不同之处在此次的卷积完全是在二维平面内进行,且filter的数量与上一层的Depth 相同,所以一个三通道的图像经过运算后生成了3个Feature map,如下图:
其中一个filter 只包含一个大小为3×3 的Kernel,卷积部分的参数个数计算如下:
N_depthwise=3*3*3=27
Depthwise Convolution 完成后的Feature map 数量和输入层的depth 相同,但是 这种运算对输入层的每个channel 独立进行卷积运算后就结束了,没有有效的利用不同map 在相同空间位置上的信息。因此需要增加另外一步操作来将这些map 进行组合成新的Feature map,即接下来的Pointwise Convolution。
2.2 Pointwise Convolution
Pointwise Convolution 的运算与常规卷积运算很相似,不同之处在于卷积核的尺寸为1×1×M,M 为上一层的depth,所以这里的卷积运算会将上一步的map 在深度方向上进行加权组合,生成新的Feature map。有几个Filter 就会有几个Feature map,如下图所示。
、由于采用的是1×1 卷积的方式,此步中卷积涉及到参数个数可以计算为:
N_pointwise=1×1×3×4=12
经过Pointwise Convolution 之后,同样输出了 4 张Feature map,与常规卷积的输出维度相同。
参数对比: 常规参数个数:
N_std=4×3×3×3=108
Separable Convolution 的参数由两部分相加得到
N_depthwise=3*3*3+1*1*3*4 =12
相同的输入,同样是得到4张Featur map,Separable Convolution 的参数个数是常规卷积的1/3。因此在参数量相同的前提下,采用Separable Convolution 的神经网络层数可以做的更深。
ref:https://blog.csdn.net/c20081052/article/details/80703896