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docs/api/api_python/ops/mindspore.ops.func_conv2d.rst
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21 мар 2024, 05:57
21 мар 2024, 05:57ddf214a
mindspore.ops.conv2d
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.. py:function:: mindspore.ops.conv2d(input, weight, bias=None, stride=1, pad_mode="valid", padding=0, dilation=1, groups=1)

    对输入Tensor计算二维卷积。通常输入的shape为 :math:`(N, C_{in}, H_{in}, W_{in})` ，其中 :math:`N` 为batch size，:math:`C` 为通道数， :math:`H` 为特征图的高度，:math:`W` 为特征图的宽度。

    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{X}(N_i, k)})

    其中， :math:`bias` 为输出偏置，:math:`ccor` 为 `cross-correlation <https://en.wikipedia.org/wiki/Cross-correlation>`_ 操作， 
    :math:`weight` 为卷积核的值， :math:`X` 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_{out_j})` 为第 :math:`j` 个输出通道的偏置， :math:`{weight}(C_{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:`{X}(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[0]},\text{kernel_size[1]})` ，其中 :math:`\text{kernel_size[0]}` 和
    :math:`\text{kernel_size[1]}` 是卷积核的高度和宽度。若考虑到输入输出通道以及group，则完整卷积核的shape为
    :math:`(C_{out}, C_{in} / \text{group}, \text{kernel_size[0]}, \text{kernel_size[1]})` ，
    其中 `group` 是分组卷积时在通道上分割输入 `x` 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>`_ 以及 `ConvNets <http://cs231n.github.io/convolutional-networks/>`_ 。

    .. note::
        在Ascend平台上，目前只支持深度卷积场景下的分组卷积运算。也就是说，当 `groups>1` 的场景下，必须要满足 :math:`C_{in}` = :math:`C_{out}` = `groups` 的约束条件。

    参数：
        - **input** (Tensor) - shape为 :math:`(N, C_{in}, H_{in}, W_{in})` 的Tensor。
        - **weight** (Tensor) - shape为 :math:`(C_{out}, C_{in} / \text{groups}, \text{kernel_size[0]}, \text{kernel_size[1]})` ，则卷积核的大小为 :math:`(\text{kernel_size[0]}, \text{kernel_size[1]})` 。
        - **bias** (Tensor，可选) - 偏置Tensor，shape为 :math:`(C_{out})` 的Tensor。如果 `bias` 是 ``None`` ，将不会添加偏置。默认值： ``None`` 。
        - **stride** (Union(int, tuple[int])，可选) - 卷积核移动的步长，数据类型为int，或者由两个或四个int组成的tuple。一个int表示在高度和宽度方向的移动步长均为该值。两个int组成的tuple分别表示在高度和宽度方向的移动步长。默认值： ``1`` 。
        - **pad_mode** (str，可选) - 指定填充模式。取值为 ``"same"`` ， ``"valid"`` ，或 ``"pad"`` 。默认值： ``"valid"`` 。

          - ``"same"``：输出的高度和宽度分别与输入整除 `stride` 后的值相同。填充将被均匀地添加到高和宽的两侧，剩余填充量将被添加到维度末端。若设置该模式，`padding` 的值必须为0。
          - ``"valid"``：在不填充的前提下返回有效计算所得的输出。不满足计算的多余像素会被丢弃。如果设置此模式，则 `padding` 的值必须为0。
          - ``"pad"``：对输入 `input` 进行填充。在输入的高度和宽度方向上填充 `padding` 大小的0。如果设置此模式， `padding` 必须大于或等于0。
        
        - **padding** (Union(int, tuple[int], list[int])，可选) - 输入 `input` 的高度和宽度方向上填充的数量。数据类型为int或包含2个int组成的tuple。如果 `padding` 是一个int，那么上、下、左、右的填充都等于 `padding` 。如果 `padding` 是一个有2个int组成的tuple，那么上、下的填充为 `padding[0]` ，左、右的填充为 `padding[1]` 。值必须大于等于0，默认值： ``0`` 。
        - **dilation** (Union(int, tuple[int])，可选) - 卷积核元素间的间隔。数据类型为int或由2个int组成的tuple。若 :math:`k > 1` ，则卷积核间隔 `k` 个元素进行采样。垂直和水平方向上的 `k` ，其取值范围分别为[1, H]和[1, W]。默认值： ``1`` 。
        - **groups** (int，可选) - 将过滤器拆分为组。默认值： ``1`` 。

    返回：
        Tensor，卷积后的值。shape为 :math:`(N, C_{out}, H_{out}, W_{out})` 。
        要了解不同的填充模式如何影响输出shape，请参考 :class:`mindspore.nn.Conv2d` 以获取更多详细信息。

    异常：
        - **TypeError** -  `stride` 、 `padding` 或 `dilation` 既不是int也不是tuple。
        - **TypeError** -  `groups` 不是int。
        - **TypeError** -  `bias` 不是Tensor。
        - **ValueError** - `bias` 的shape不是 :math:`(C_{out})` 。
        - **ValueError** - `stride` 或 `diation` 小于1。
        - **ValueError** - `pad_mode` 不是"same"、"valid"或"pad"。
        - **ValueError** - `padding` 是一个长度不等于2的tuple或list。
        - **ValueError** - `pad_mode` 不等于"pad"时，`padding` 大于0。