AvgPool3D

Описание

Info

Родительский класс: Pool3D

Производные классы: -

Этот модуль реализует операцию трехмерного усредняющего пулинга (объединения). Подробное теоретическое описание см. в Pool3D.

Для входного тензора с размерами $(N, C, D_{in}, H_{in}, W_{in})$ и выходного с размерами $(N, C, D_{out}, H_{out}, W_{out})$ операция проводится следующим образом (рассматриваем i-й элемент батча, j-ую карту выходного тензора):

$$out(N_i, C_j, d, h, w) = \frac{1}{k_dk_hk_w}\sum_{t=0}^{k_d-1}\sum_{m=0}^{k_h-1}\sum_{n=0}^{k_w-1}(input(N_i, C_j, stride_d \times d + t, stride_h \times h + m, stride_w \times w + n))$$

где

$N$ - размер батча;
$C$ - количество карт в тензоре;
$H$ - размер карт по высоте;
$W$ - размер карт по ширине;
$stride_d, stride_h, stride_w$ - шаг пулинга вдоль глубины, высоты и ширины карт соответственно;
$k_d, k_h, k_w$ - размер ядра пулинга по глубине, высоте и ширине соответственно.

Инициализация

def __init__(self, size=2, stride=2, pad=0, includePad=True, name=None):

Параметры

Параметр	Возможные типы	Описание	По умолчанию
size	Union[int, tuple]	Размер ядра	2
stride	Union[int, tuple]	Шаг пулинга	2
pad	Union[int, tuple]	Паддинг входных карт	0
includePad	bool	Флаг учета значений заполнения краёв при подсчете среднего значения	True
name	str	Имя слоя	None

Пояснения

size - возможна передача как единого размера ядра пулинга, в таком случае оно будет кубическим, так и tuple вида (size_d, size_h, size_w), где size_d - глубина ядра пулинга, size_h - высота ядра пулинга, а size_w - его ширина;

---

stride - возможна передача как единой величины шага пулинга вдоль всех осей карт, так и tuple вида (stride_d, stride_h, stride_w), где stride_h - величина шага пулинга вдоль глубины карты, stride_h - величина шага пулинга вдоль высоты карты, а stride_w - вдоль ширины;

---

pad - возможна передача как единой величины отступа для всех сторон карт, так и tuple вида (pad_d, pad_h, pad_w), где pad_d - величина отступа с каждой стороны вдоль глубины карты, pad_h - вдоль высоты карты, а pad_w - вдоль ширины;

Important

Если задаёте какой-либо из параметров size, stride или pad разным для осей карты, то значения этих параметров должны быть явно переданы в трёхэлементном кортеже, иначе возникнет ошибка.

---

includePad - если параметр pad был задан ненулевым, и к исходному тензору по краям были добавлены новые элементы, то при поднятом includePad их значения также будут оказывать влияние на результат операции пулинга.

Примеры

---

Необходимые импорты.

import numpy as np
from PuzzleLib.Backend import gpuarray
from PuzzleLib.Modules import AvgPool3D

Info

gpuarray необходим для правильного размещения тензора на GPU

Для данного модуля примеры даны в упрощённом варианте. Для более наглядного представления можно взглянуть на примеры AvgPool2D.

np.random.seed(123)
batchsize, maps, d, h, w = 1, 1, 6, 6, 6
data = gpuarray.to_gpu(np.random.randn(batchsize, maps, d, h, w).astype(np.float32))

Инициализируем модуль со стандартными параметрами (size=2, stride=2, pad=0, includePad=True):

pool = AvgPool3D()
print(pool(data))

Оставим все параметры такими же, кроме size:

pool = AvgPool3D(size=4)
print(pool(data))

Параметр size можно задавать разным для каждой оси карты:

pool = AvgPool3D(size=(2, 4, 2))
print(pool(data))

Параметры stride и pad также можно задавать разным для каждой оси карты:

pool = AvgPool3D(size=4, stride=(1, 4, 4), pad=(0, 1, 1))
print(pool(data))

Как и говорилось ранее, если параметр имеет разные значения для разных осей, то все эти значения должны быть переданы явно. Следующий пример вызовет ошибку:

pool = AvgPool3D(stride=(1, 3))
print(pool(data))