python nn.AvgPool2d()函数功能

`nn.AvgPool2d()`函数是PyTorch中的一个二维平均池化层，它能够对输入的二维数据进行下采样操作。该函数的主要功能是对输入的每个二维通道进行平均池化，即将每个通道内的数据按照一定的步长进行平均池化，得到一个更小的输出张量。`nn.AvgPool2d()`函数的参数包括：

- `kernel_size`：池化窗口的大小，可以是一个整数或一个元组（h, w），默认为（2，2）
- `stride`：池化窗口的滑动步长，可以是一个整数或一个元组（h, w），默认为（2，2）
- `padding`：输入的每个边缘填充0的数量，可以是一个整数或一个元组（h, w），默认为0
- `ceil_mode`：当为True时，会使用ceil函数计算输出形状，当为False时，使用floor函数计算输出形状。默认为False
- `count_include_pad`：当为True时，会将输入中填充的元素也包括在池化窗口内进行平均池化，当为False时，不包括。默认为True

例如，下面的代码展示如何使用`nn.AvgPool2d()`函数对一个输入的张量进行平均池化：

import torch.nn as nn

# 定义一个输入张量 x
x = torch.randn(1, 3, 28, 28)

# 定义一个二维平均池化层
avg_pool = nn.AvgPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0)

# 对输入张量进行平均池化
output = avg_pool(x)

相关问题

self.avgpool1d = nn.AdaptiveAvgPool1d(1) self.avgpool2d = nn.AdaptiveAvgPool2d((1,1))

`nn.AdaptiveAvgPool1d(1)` 和 `nn.AdaptiveAvgPool2d((1,1))` 是PyTorch库中的动态池化层，用于自适应地调整输入张量的空间维度，以适应不同的输入大小。这两个函数的主要作用是将输入特征图（feature maps）沿着指定的方向进行平均聚合，从而减小其空间维度到一个固定大小（这里是1x1）。

1. 对于 `self.avgpool1d = nn.AdaptiveAvgPool1d(1)`，它会对一维输入（通常是时间序列数据）进行逐元素的平均池化，结果会得到一个新的向量，长度为1，保留了原始数据的全局信息。

2. 对于 `self.avgpool2d = nn.AdaptiveAvgPool2d((1,1))`，它适用于二维输入，如图像。这个函数会在每个通道上独立计算1x1区域的均值，因此即使输入图片的尺寸变化，输出也会保持一致的1x1大小，常用于提取特征图的全局描述符。

使用它们的示例：

# 假设我们有一个二维张量a作为输入
a = torch.rand(10, 3, 224, 224)  # (batch_size, channels, height, width)

# 对a进行1D和2D的自适应平均池化
avg_1d = self.avgpool1d(a)  # 输出形状：(batch_size, channels, 1)
avg_2d = self.avgpool2d(a)  # 输出形状：(batch_size, channels, 1, 1)

定义ResNet18模型 class ResNet18(nn.Module): def init(self): super(ResNet18, self).init() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(64) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.layer1 = nn.Sequential( nn.Conv2d(64, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(64), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(64, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(64) ) self.layer2 = nn.Sequential( nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(128), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(128, 128, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(128), ) self.layer3 = nn.Sequential( nn.Conv2d(128, 256, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(256), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(256), ) self.layer4 = nn.Sequential( nn.Conv2d(256, 512, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(512), ) self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1)) self.fc = nn.Linear(512, 10) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.bn1(x) x = self.relu(x) x = self.layer1(x) + x x = self.layer2(x) + x x = self.layer3(x) + x x = self.layer4(x) + x x = self.avgpool(x) x = x.view(x.size(0), -1) x = self.fc(x) return x

这段代码定义了一个名为 ResNet18 的模型，它是一个继承自 nn.Module 的子类。让我逐行解读这些代码：

class ResNet18(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(ResNet18, self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False)
        self.bn1 = nn.BatchNorm2d(64)
        self.relu = nn.ReLU(inplace=True)
        self.layer1 = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(64, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(64),
            nn.ReLU(inplace=True),
            nn.Conv2d(64, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(64)
        )
        self.layer2 = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(128),
            nn.ReLU(inplace=True),
            nn.Conv2d(128, 128, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(128),
        )
        self.layer3 = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(128, 256, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(256),
            nn.ReLU(inplace=True),
            nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(256),
        )
        self.layer4 = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(256, 512, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(512),
            nn.ReLU(inplace=True),
            nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(512),
        )
        self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1))
        self.fc = nn.Linear(512, 10)

- `ResNet18(nn.Module)`：定义了一个名为 ResNet18 的类，它继承自 nn.Module。
- `def __init__(self):`：定义类的初始化方法。
- `super(ResNet18, self).__init__()`：调用父类的初始化方法，确保父类的属性被正确初始化。
- `self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False)`：定义了一个卷积层，输入通道数为3（RGB图像），输出通道数为64，卷积核大小为3x3，步长为1，填充为1，不使用偏置。
- `self.bn1 = nn.BatchNorm2d(64)`：定义了一个批归一化层，对输入的64个通道进行归一化。
- `self.relu = nn.ReLU(inplace=True)`：定义了一个 ReLU 激活函数，inplace=True 表示原地操作，节省内存。
- `self.layer1`、`self.layer2`、`self.layer3`、`self.layer4`：定义了4个残差块，每个残差块包含一系列的卷积层和批归一化层。
- `self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1))`：定义了一个自适应平均池化层，将输入的特征图大小自适应地池化为大小为1x1。
- `self.fc = nn.Linear(512, 10)`：定义了一个全连接层，将输入特征的维度从512降至10。

def forward(self, x):
    x = self.conv1(x)
    x = self.bn1(x)
    x = self.relu(x)
    x = self.layer1(x) + x
    x = self.layer2(x) + x
    x = self.layer3(x) + x
    x = self.layer4(x) + x
    x = self.avgpool(x)
    x = x.view(x.size(0), -1)
    x = self.fc(x)
    return x

- `def forward(self, x):`：定义了前向传播的方法。
- `x = self.conv1(x)`：将输入 `x` 通过卷积层 `self.conv1` 进行卷积操作。
- `x = self.bn1(x)`：将卷积后的结果 `x` 通过批归一化层 `self.bn1` 进行归一化。
- `x = self.relu(x)`：将归一化后的结果 `x` 通过 ReLU 激活函数进行激活。
- `x = self.layer1(x) + x`：将 `x` 与 `self.layer1(x)` 相加，实现残差连接。
- `x = self.layer2(x) + x`、`x = self.layer3(x) + x`、`x = self.layer4(x) + x`：依次将 `x` 与 `self.layer2(x)`、`self.layer3(x)`、`self.layer4(x)` 相加，实现残差连接。
- `x = self.avgpool(x)`：将输入 `x` 通过自适应平均池化层 `self.avgpool` 进行池化操作。
- `x = x.view(x.size(0), -1)`：将池化后的结果 `x` 展平成一维向量。
- `x = self.fc(x)`：将展平后的结果 `x` 通过全连接层 `self.fc` 进行线性变换。
- `return x`：返回前向传播的结果。

这段代码定义了一个包含卷积层、批归一化层、残差块和全连接层的 ResNet18 模型，并实现了前向传播方法。