mindspore/docs/api/api_python/mint/mindspore.mint.nn.Conv1d.rst

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mindspore.mint.nn.Conv1d
========================
.. py:class:: mindspore.mint.nn.Conv1d(in_channels, out_channels, kernel_size, stride=1, padding=0, dilation=1, groups=1, bias=True, padding_mode='zeros', dtype=None)
一维卷积层。
对输入Tensor计算一维卷积通常输入的shape为 :math:`(N, C_{in}, L_{in})` ,其中 :math:`N` 为batch size:math:`C` 为通道数, :math:`L` 为特征序列长度。
根据以下公式计算输出:
.. math::
\text{out}(N_i, C_{\text{out}_j}) = \text{bias}(C_{\text{out}_j}) +
\sum_{k = 0}^{C_{in} - 1} \text{ccor}({\text{weight}(C_{\text{out}_j}, k), \text{input}(N_i, k)})
其中, :math:`bias` 为输出偏置,:math:`ccor``cross-correlation <https://en.wikipedia.org/wiki/Cross-correlation>`_ 操作,
:math:`weight` 为卷积核的值, :math:`input` 为输入的特征图。
- :math:`i` 对应batch数其范围为 :math:`[0, N-1]` ,其中 :math:`N` 为输入batch。
- :math:`j` 对应输出通道,其范围为 :math:`[0, C_{out}-1]` ,其中 :math:`C_{out}` 为输出通道数,该值也等于卷积核的个数。
- :math:`k` 对应输入通道数,其范围为 :math:`[0, C_{in}-1]` ,其中 :math:`C_{in}` 为输入通道数,该值也等于卷积核的通道数。
因此,上面的公式中, :math:`{bias}(C_{\text{out}_j})` 为第 :math:`j` 个输出通道的偏置, :math:`{weight}(C_{\text{out}_j}, k)` 表示第 :math:`j` 个\
卷积核在第 :math:`k` 个输入通道的卷积核切片, :math:`{input}(N_i, k)` 为特征图第 :math:`i` 个batch第 :math:`k` 个输入通道的切片。
卷积核shape为 :math:`(\text{kernel_size},)` ,其中 :math:`\text{kernel_size}` 是卷积核的长度。若考虑到输入输出通道以及groups则完整卷积核的shape为
:math:`(C_{out}, C_{in} / \text{groups}, \text{kernel_size})`
其中 `groups` 是分组卷积时在通道上分割输入 `input` 的组数。
想更深入了解卷积层,请参考论文 `Gradient Based Learning Applied to Document Recognition <http://vision.stanford.edu/cs598_spring07/papers/Lecun98.pdf>`_
参数:
- **in_channels** (int) - Conv1d层输入Tensor的空间维度。
- **out_channels** (int) - Conv1d层输出Tensor的空间维度。
- **kernel_size** (Union[int, tuple[int], list[int]]) - 指定一维卷积核的长度。数据类型为整型或一个整型的tuple/list。
- **stride** (Union[int, tuple[int], list[int]],可选) - 一维卷积核的移动步长。数据类型为整型或者长度为1的整型tuple/list。默认值 ``1``
- **padding** (Union[int, tuple[int], list[int], str],可选) - 输入的长度方向上填充的数量。数据类型为int或包含1个整数的tuple/list或string { ``"valid"`` ``"same"`` } 。值应该要大于等于0。默认值 ``0``
- ``"same"``:在输入的四周填充,使得当 `stride```1``输入和输出的shape一致。待填充的量由算子内部计算若为偶数则均匀地填充在两侧若为奇数多余的填充量将补充在右侧。若设置该模式 `stride` 的值必须为1。
- ``"valid"``不对输入进行填充返回输出可能的最大长度不能构成一个完整stride的额外的序列将被丢弃。
- **dilation** (Union[int, tuple[int], list[int]],可选) - 卷积核膨胀尺寸。可以为单个int或者由1个int组成的tuple/list。
假设 :math:`dilation=(d)`, 则卷积核在长度方向间隔 :math:`d-1` 个元素进行采样。默认值: ``1``
- **groups** (int可选) - 将过滤器拆分为组, `in_channels``out_channels` 必须可被 `groups` 整除。如果组数等于 `in_channels``out_channels` ,这个一维卷积层也被称为一维深度卷积层。默认值: ``1``
需要满足以下约束:
- :math:`(C_{in} \text{ % } \text{groups} == 0)`
- :math:`(C_{out} \text{ % } \text{groups} == 0)`
- :math:`(C_{out} >= \text{groups})`
- :math:`(\text{weight[1]} = C_{in} / \text{groups})`
- **bias** (bool可选) - Conv1d层是否添加偏置参数。默认值 ``True``
- **padding_mode** (str可选) - 指定填充模式填充值为0。可选值为 ``"zeros"````"reflect"````"replicate"`` 。默认值: ``"zeros"``
- **dtype** (:class:`mindspore.dtype`,可选) - Parameters的dtype。默认值 ``None`` 使用 ``mstype.float32``
可变参数:
- **weight** (Tensor) - 卷积层的权重shape :math:`(C_{out}, C_{in} / \text{groups}, \text{kernel_size[0]})`
- **bias** (Tensor) - 卷积层的偏置shape :math:`(C_{out})` 。如果 `bias` 为False则为None。
输入:
- **input** (Tensor) - Shape为 :math:`(N, C_{in}, L_{in})` 或者 :math:`(C_{in}, L_{in})` 的Tensor。
输出:
Tensorshape为 :math:`(N, C_{out}, L_{out},)` 或者 :math:`(C_{out}, L_{out},)`
padding为 ``"same"`` 时:
.. math::
\begin{array}{ll} \\
L_{out} = \left \lceil{\frac{L_{in}}{\text{stride}}} \right \rceil \\
\end{array}
padding为 ``"valid"`` 时:
.. math::
\begin{array}{ll} \\
L_{out} = \left \lfloor{\frac{L_{in} - \text{dilation} \times (\text{kernel_size} - 1) - 1}
{\text{stride}}} \right \rfloor + 1 \\
\end{array}
padding为int或tuple/list时
.. math::
\begin{array}{ll} \\
L_{out} = \left \lfloor{\frac{L_{in} + 2 \times {padding} - \text{dilation} \times
(\text{kernel_size} - 1) - 1}{\text{stride}}} \right \rfloor + 1 \\
\end{array}
异常:
- **ValueError** - 输入特征图的大小与参数应满足输出公式,以确保输出特征图大小为正,否则会报错。
- **RuntimeError** - Ascend上受不同型号NPU芯片上L1缓存大小限制用例尺寸或Kernel Size过大。
- **TypeError** - 如果 `in_channels` `out_channels` 或者 `groups` 不是整数。
- **TypeError** - 如果 `kernel_size` `stride` 或者 `dilation` 既不是int也不是tuple/list。
- **ValueError** - 如果 `in_channels` `out_channels` `kernel_size` `stride` 或者 `dilation` 小于1。
- **ValueError** - 如果 `padding` 小于0。
- **ValueError** - 如果 `padding```"same"`` `stride` 不等于1。
- **ValueError** - 输入参数不满足卷积输出公式。
- **ValueError** - `kernel_size` 不能超过输入特征图的大小。
- **ValueError** - `padding` 值不能导致计算区域超出输入大小。