python - 用numpy实现的多 channel 1d卷积有什么问题(与Tensorflow相比)

为了确保我了解TensorFlow的卷积操作，我在numpy中使用多个通道实现了conv1d。但是，我得到了不同的结果，并且看不到问题所在。与conv1d相比，我的实现似乎将重叠值加倍。

码:

import tensorflow as tf
import numpy as np

# hand-written multi-channel 1D convolution operator

# "Data", dimensions:
# [0]: sample (2 samples)
# [1]: time index (4 indexes)
# [2]: channels (2 channels)
x = np.array([[1,2,3,4],[5,6,7,8]]).T
x = np.array([x, x+8], dtype=np.float32)

# "Filter", a linear kernel to be convolved along axis 1
y = np.array([[[2,8,6,5,7],[3,9,7,2,1]]], dtype=np.float32)

# convolution along axis=1
w1 = np.zeros(x.shape[:2] + y.shape[2:])
for i in range(1,x.shape[1]-1):
    w1[:,i-1:i+2,:] += x[:,i-1:i+2,:] @ y

# check against conv1d:
s = tf.Session()
w2 = s.run(tf.nn.conv1d(x, padding='VALID', filters=y))

但是，这为w1和w2提供了不同的结果:

In [13]: w1 # Numpy result
Out[13]:
array([[[ 17.,  53.,  41.,  15.,  12.],
        [ 44., 140., 108.,  44.,  40.],
        [ 54., 174., 134.,  58.,  56.],
        [ 32., 104.,  80.,  36.,  36.]],

       [[ 57., 189., 145.,  71.,  76.],
        [124., 412., 316., 156., 168.],
        [134., 446., 342., 170., 184.],
        [ 72., 240., 184.,  92., 100.]]])

In [14]: w2 # Tensorflow result
Out[14]:
array([[[ 17.,  53.,  41.,  15.,  12.],
        [ 22.,  70.,  54.,  22.,  20.],
        [ 27.,  87.,  67.,  29.,  28.],
        [ 32., 104.,  80.,  36.,  36.]],

       [[ 57., 189., 145.,  71.,  76.],
        [ 62., 206., 158.,  78.,  84.],
        [ 67., 223., 171.,  85.,  92.],
        [ 72., 240., 184.,  92., 100.]]], dtype=float32)

似乎在我的版本中，与conv1d相比，重叠索引(中间2个)增加了一倍。但是，我无法弄清楚该怎么做，因为卷积是一个简单的乘加运算，所以似乎分频不是正确的选择。

有任何想法我做错了吗？提前致谢!

编辑:我得到与padding='SAME'相同的结果。

最佳答案

错误在于for循环中的+=中。您两次计算w1[:,1,:]和w1[:,2,:]并将其添加到自己中。只需将+=替换为=，或简单地执行以下操作:

>>> x @ y
array([[[ 17.,  53.,  41.,  15.,  12.],
        [ 22.,  70.,  54.,  22.,  20.],
        [ 27.,  87.,  67.,  29.,  28.],
        [ 32., 104.,  80.,  36.,  36.]],

       [[ 57., 189., 145.,  71.,  76.],
        [ 62., 206., 158.,  78.,  84.],
        [ 67., 223., 171.,  85.,  92.],
        [ 72., 240., 184.,  92., 100.]]], dtype=float32)

关于python - 用numpy实现的多 channel 1d卷积有什么问题(与Tensorflow相比)，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/59521443/