pytorch中F.avg_pool1d()和F.avg_pool2d()的使用操作

Hasana ·

更新时间:2024-11-01

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F.avg_pool1d()数据是三维输入

input维度：（batch_size,channels,width）channel可以看成高度

kenerl维度：（一维:表示width的跨度）channel和输入的channel一致可以认为是矩阵的高度

假设kernel_size=2,则每俩列相加求平均，stride默认和kernel_size保持一致，越界则丢弃（下面表示1，2列和3，4列相加求平均）


input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input)
m = F.avg_pool1d(input,kernel_size=2)
m
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[1.0000, 1.0000],
         [1.0000, 1.0000],
         [0.0000, 0.5000],
         [1.0000, 1.0000],
         [1.0000, 1.0000]]])

假设kenerl_size=3,表示前3列相加求平均，后面的不足3列丢弃


input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input)
m = F.avg_pool1d(input,kernel_size=3)
m
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[1.],
         [1.],
         [0.],
         [1.],
         [1.]]])
input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input)
m = F.avg_pool1d(input,kernel_size=4)
m
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[1.0000],
         [1.0000],
         [0.2500],
         [1.0000],
         [1.0000]]])

假设stride=1每次移动一个步伐


input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input)
m = F.avg_pool1d(input,kernel_size=2,stride=1)
m
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[1.0000, 1.0000, 1.0000, 1.0000],
         [1.0000, 1.0000, 1.0000, 1.0000],
         [0.0000, 0.0000, 0.5000, 1.0000],
         [1.0000, 1.0000, 1.0000, 1.0000],
         [1.0000, 1.0000, 1.0000, 1.0000]]])
input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input)
m = F.avg_pool1d(input,kernel_size=4,stride=1)
m
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[1.0000, 1.0000],
         [1.0000, 1.0000],
         [0.2500, 0.5000],
         [1.0000, 1.0000],
         [1.0000, 1.0000]]])

F.avg_pool2d()数据是四维输入

input维度：（batch_size,channels,height,width）

kenerl维度：（二维:表示width的跨度）channel和输入的channle一致，如果数据是三维，则channel为1.(如果只写一个数n，kenerl=(n,n))

stride默认和kenerl一致，这是个二维的，所以在height和width上均和kenerl一致，越界同样丢弃。

跟cnn卷积一致


input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input.size())
print(input)
m = F.avg_pool2d(input,kernel_size=(4,4))
m
torch.Size([1, 5, 5])
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[0.8125]]])
input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input.size())
print(input)
m = F.avg_pool2d(input,kernel_size=(4,4),stride=1)
m
torch.Size([1, 5, 5])
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[0.8125, 0.8750],
         [0.8125, 0.8750]]])

如果求列的平均kenerl=(1,5),此时默认stride=(1,5)


input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input.size())
print(input)
m = F.avg_pool2d(input,kernel_size=(1,5))
m
torch.Size([1, 5, 5])
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[1.0000],
         [1.0000],
         [0.4000],
         [1.0000],
         [1.0000]]])

如果求行的平均kenerl=(5,1),此时默认stride=(5,1),用卷积的概念取思考


input = torch.tensor([[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1],[0,0,0,1,1],[1,1,1,1,1],[1,1,1,1,1]]).unsqueeze(0).float()
print(input.size())
print(input)
m = F.avg_pool2d(input,kernel_size=(5,1))
m
torch.Size([1, 5, 5])
tensor([[[1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [0., 0., 0., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.],
         [1., 1., 1., 1., 1.]]])
tensor([[[0.8000, 0.8000, 0.8000, 1.0000, 1.0000]]])

对于四维的数据，channel默认和输入一致


input=torch.randn(10,3,4,4)
m=F.avg_pool2d(input,(4,4))
print(m.size())
torch.Size([10, 3, 1, 1])

补充：PyTorch中AdaptiveAvgPool函数解析

自适应池化（AdaptiveAvgPool1d）：

对输入信号，提供1维的自适应平均池化操作对于任何输入大小的输入，可以将输出尺寸指定为H*W，但是输入和输出特征的数目不会变化。


torch.nn.AdaptiveAvgPool1d(output_size)
#output_size:输出尺寸

对输入信号，提供1维的自适应平均池化操作对于任何输入大小的输入，可以将输出尺寸指定为H*W，但是输入和输出特征的数目不会变化。


# target output size of 5
m = nn.AdaptiveAvgPool1d(5)
input = autograd.Variable(torch.randn(1, 64, 8))
output = m(input)

自适应池化（AdaptiveAvgPool2d）：


class torch.nn.AdaptiveAvgPool2d(output_size)

对输入信号，提供2维的自适应平均池化操作对于任何输入大小的输入，可以将输出尺寸指定为H*W，但是输入和输出特征的数目不会变化。

参数：

output_size: 输出信号的尺寸,可以用(H,W)表示H*W的输出，也可以使用耽搁数字H表示H*H大小的输出


# target output size of 5x7
m = nn.AdaptiveAvgPool2d((5,7))
input = autograd.Variable(torch.randn(1, 64, 8, 9))
# target output size of 7x7 (square)
m = nn.AdaptiveAvgPool2d(7)
input = autograd.Variable(torch.randn(1, 64, 10, 9))
output = m(input)

自适应池化的数学解释：