• CNN学习（7）：用C++实现简单不同参数的卷积模型

    目录

    一、参数说明和计算公式

    1、符号约定

    2、输出大小计算公式

    二、不同类型的卷积

    1、输入3*3*1，卷积核3*3*1，输出1*1*1

    （1）实现代码

    （2）代码说明

    2、输入4*4*1，卷积核3*3*1，步长1*1，输出2*2*1

    （1）实现代码

    （2）代码说明

    3、输入4*4*1，卷积核2*2*1，步长2*2，输出2*2*1

    （1）实现代码

    4、输入4*4*1，卷积核3*3*1，步长1*1，padding为1*1，输出2*2*1

    ​编辑

    （1）实现代码

    （2）代码说明

    5、输入4*4*2，卷积核3*3*2，步长1*1，padding为1*1，输出2*2*1

    （1）实现代码

    6、输入4*4*1，卷积核3*3*1，卷积核个数2，步长1*1，padding为1*1，输出2*2*1

    （1）实现代码

    （2）代码说明

    7、输入4*4*2，卷积核3*3*2，步长1*1，padding为1*1，膨胀系数2，输出2*2*2

    三、可执行的卷积操作代码

    参考资料：

    (图解)一步一步使用CPP实现深度学习中的卷积 - GiantPandaCV

    其实在上述链接里已经写的非常详细了，为了便于后续理解和学习，所以写个理解的备忘录。

    一、参数说明和计算公式

    1、符号约定

    1. F[] 为输入;
    2. width 为输入的宽;
    3. height 为输入的高;
    4. channel 为输入的通道;
    5.  
    6. K[] 为 kernel;
    7. kSizeX 为 kernel 的宽;
    8. kSizeY 为 kernel 的高;
    9. filters 为 kernel 的个数;
    10. padX 为水平方向的填充；
    11. padY 为垂直方向的填充；
    12. strideX 为水平方向的步长；
    13. strideY 为垂直方向的步长；
    14.  
    15.  
    16. O[] 为输出;
    17. outW 为输出的宽;
    18. outH 为输出的高;
    19. outChannel 为输出的通道;

    2、输出大小计算公式

    1. int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    2. int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;

    公式说明：

    • height + 2 * padY: 首先，将输入图像的高度加上两倍的填充量，这是因为填充是对称地加在图像的顶部和底部。

    • dilationY * (kSizeY - 1): 这是计算卷积核中除了中心元素外，其他元素之间的总间隔。kSizeY - 1表示卷积核的高度减去中心元素，乘以膨胀系数dilationY，得到这些元素之间的间隔数。

    • dilationY * (kSizeY - 1) + 1: 将上述间隔数加上1，是因为我们还要包括卷积核的中心元素。

    • (height + 2 * padY - (dilationY * (kSizeY - 1) + 1)): 这个表达式计算了在考虑填充和膨胀后，输入图像实际上被卷积核覆盖的区域的高度。

    • / strideY: 将上述计算得到的高度除以步长，得到在垂直方向上卷积核可以覆盖的步数。

    • + 1: 最后，由于输出的高度至少要有一个元素，即使计算结果为0，我们也需要加1，以确保输出尺寸至少为1。

    二、不同类型的卷积

    1、输入3*3*1，卷积核3*3*1，输出1*1*1

    （1）实现代码

    封装成demo0()，main()函数可直接调用

    1. void demo0()
    2. {
    3.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    4.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    5.     float O = 0;
    6.  
    7.     int width  = 3;
    8.     int height = 3;
    9.     int kSizeX = 3;
    10.     int kSizeY = 3;
    11.  
    12.     for(int m=0;m
    13.     {
    14.         for(int n=0;n
    15.         {
    16.             O+=K[m*kSizeX+n]*F[m*width+n];
    17.         }
    18.     }
    19.  
    20.     std::cout<" ";
    21. }

    （2）代码说明

    1. 前面都是定义输入矩阵和卷积核，同时定义一个浮点数变量O并初始化为0，用于累加结果。
    2. 两个嵌套循环遍历卷积核的每个元素：
      1. for(int m=0; m
      2. for(int n=0; n
      3. 嵌套循环内部，O += K[m*kSizeX + n] * F[m*width + n];用来执行卷积操作。这行代码将卷积核的当前元素 K[m*kSizeX + n] 与输入矩阵的对应元素 F[m*width + n] 相乘，并将结果累加到 O 中【其中位置是相同的，m只是用来决定以kSize为单位的轮次】。

    2、输入4*4*1，卷积核3*3*1，步长1*1，输出2*2*1

    （1）实现代码

    1. void demo1()
    2. {
    3.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    4.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    5.     float O[] = {0,0,0,0};
    6.  
    7.     int padX = 0;
    8.     int padY = 0;
    9.  
    10.     int dilationX = 1;
    11.     int dilationY = 1;
    12.  
    13.     int strideX  = 1;
    14.     int strideY  = 1;
    15.  
    16.     int width = 4;
    17.     int height = 4;
    18.  
    19.     int kSizeX = 3;
    20.     int kSizeY = 3;
    21.  
    22.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    23.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    24.  
    25.     for(int i=0;i
    26.     {
    27.         for(int j=0;j
    28.         {
    29.             for(int m=0;m
    30.             {
    31.                 for(int n=0;n
    32.                 {
    33.                     O[i*outW+j]+=K[m*kSizeX+n]*F[(m+i)*width+(n+j)];
    34.                 }
    35.             }
    36.         }
    37.     }
    38.  
    39.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    40.     {
    41.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    42.         {
    43.             std::cout<" ";
    44.         }
    45.         std::cout<
    46.     }
    47. }

    （2）代码说明

    1. 前面都是定义输入矩阵和卷积核，同时定义一个浮点数变量O并初始化【和前面后面一样，都是先计算出来输出结果的大小，然后再执行】，用于累加结果。
    2. 四个嵌套循环开始进行卷积计算：
      1. 外层两个循环遍历输出特征图的每个位置。
      2. 内层两个循环遍历卷积核的每个元素。

    3. 在内层循环中，计算卷积核覆盖的输入特征图区域的加权和，并将结果累加到输出特征图的相应位置。

    3、输入4*4*1，卷积核2*2*1，步长2*2，输出2*2*1

    （1）实现代码

    1. void demo2()
    2. {
    3.     // (height + 2 * paddingY - (dilationY * (kSizeY - 1) + 1)) / strideY + 1;
    4.     // (width + 2 * paddingX - (dilationX * (kSizeX - 1) + 1)) / strideX + 1;
    5.  
    6.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    7.     float K[] = {1,2,3,4};
    8.     //float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    9.     float O[] = {0,0,0,0};
    10.  
    11.     int padX = 0;
    12.     int padY = 0;
    13.  
    14.     int dilationX = 1;
    15.     int dilationY = 1;
    16.  
    17.     int strideX  = 2;
    18.     int strideY  = 2;
    19.  
    20.     int width = 4;
    21.     int height = 4;
    22.  
    23.     int kSizeX = 2;
    24.     int kSizeY = 2;
    25.  
    26.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    27.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    28.  
    29.     for(int i=0;i
    30.     {
    31.         for(int j=0;j
    32.         {
    33.             for(int m=0;m
    34.             {
    35.                 for(int n=0;n
    36.                 {
    37.                     O[i*outW+j]+=K[m*kSizeX+n]*F[(m+i*strideY)*width+(n+j*strideX)];
    38.                 }
    39.             }
    40.         }
    41.     }
    42.  
    43.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    44.     {
    45.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    46.         {
    47.             std::cout<" ";
    48.         }
    49.         std::cout<
    50.     }
    51. }

    这个和上一段代码解释相同，只不过步长和卷积核大小有改变。

    4、输入4*4*1，卷积核3*3*1，步长1*1，padding为1*1，输出2*2*1

    （1）实现代码

    1. void demo3()
    2. {
    3.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    4.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    5.     float O[] = {0,0,0,0};
    6.  
    7.     int padX = 1;
    8.     int padY = 1;
    9.  
    10.     int dilationX = 1;
    11.     int dilationY = 1;
    12.  
    13.     int strideX  = 2;
    14.     int strideY  = 2;
    15.  
    16.     int width = 4;
    17.     int height = 4;
    18.  
    19.     int kSizeX = 3;
    20.     int kSizeY = 3;
    21.  
    22.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    23.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    24.  
    25.     for(int i=0;i
    26.     {
    27.         for(int j=0;j
    28.         {
    29.             for(int m=0;m
    30.             {
    31.                 for(int n=0;n
    32.                 {
    33.                     float fVal = 0;  
    34.                     //考虑边界强情况
    35.                     if((n+j*strideX-padX)>-1&&(m+i*strideY-padY>-1)&&(n+j*strideX-padX)<=width&&(m+i*strideY-padY>-1)<=height) 
    36.                     {
    37.                         fVal = F[(m+i*strideY-padX)*width+(n+j*strideX-padY)];
    38.                     }
    39.                     O[i*outW+j]+=K[m*kSizeX+n]*fVal;
    40.                 }
    41.             }
    42.         }
    43.     }
    44.  
    45.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    46.     {
    47.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    48.         {
    49.             std::cout<" ";
    50.         }
    51.         std::cout<
    52.     }
    53. }

    （2）代码说明

    按照正常计算输出规模公式计算的话，应该输出是4*4*1。但是考虑到边界墙问题。

    if 语句块用来检查当前卷积核的 m 和 n 索引是否在输入特征图的边界内。这里考虑了填充（padding）的情况：

    • (n+j*strideX - padX) 计算了卷积核的左边界在输入特征图上的索引。
    • (m+i*strideY - padY) 计算了卷积核的上边界在输入特征图上的索引。
    • 条件 > -1 确保索引不会是负数。
    • 条件 <= width 和 <= height 确保索引不会超出输入特征图的边界。

    5、输入4*4*2，卷积核3*3*2，步长1*1，padding为1*1，输出2*2*1

    其中依旧考虑了边界墙问题。

    （1）实现代码

    1. void demo4()
    2. {
    3.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    4.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    5.     float O[] = {0,0,0,0};
    6.  
    7.     int padX = 1;
    8.     int padY = 1;
    9.  
    10.     int dilationX = 1;
    11.     int dilationY = 1;
    12.  
    13.     int strideX  = 2;
    14.     int strideY  = 2;
    15.  
    16.     int width = 4;
    17.     int height = 4;
    18.  
    19.     int kSizeX = 3;
    20.     int kSizeY = 3;
    21.  
    22.     int channel = 2;
    23.  
    24.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    25.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    26.  
    27.     for (int c = 0; c < channel; ++c)
    28.     {
    29.         for(int i=0;i
    30.         {
    31.             for(int j=0;j
    32.             {
    33.                 for(int m=0;m
    34.                 {
    35.                     for(int n=0;n
    36.                     {
    37.                         float fVal = 0;
    38.                         if((n+j*strideX-padX)>-1&&(m+i*strideY-padY>-1)&&(n+j*strideX-padX)<=width&&(m+i*strideY-padY>-1)<=height)
    39.                         {
    40.                             fVal = F[c*width*height + (m+i*strideY-padX)*width+(n+j*strideX-padY)];
    41.                         }
    42.                         O[i*outW+j]+=K[c*kSizeX*kSizeY+m*kSizeX+n]*fVal;
    43.                     }
    44.                 }
    45.             }
    46.         }
    47.     }
    48.  
    49.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    50.     {
    51.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    52.         {
    53.             std::cout<" ";
    54.         }
    55.         std::cout<
    56.     }
    57. }

    6、输入4*4*1，卷积核3*3*1，卷积核个数2，步长1*1，padding为1*1，输出2*2*1

    （1）实现代码

    1. void demo5()
    2. {
    3.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    4.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,
    5.                  1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9
    6.                 };
    7.     float O[] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
    8.  
    9.     int padX = 1;
    10.     int padY = 1;
    11.  
    12.     int dilationX = 1;
    13.     int dilationY = 1;
    14.  
    15.     int strideX  = 2;
    16.     int strideY  = 2;
    17.  
    18.     int width = 4;
    19.     int height = 4;
    20.  
    21.     int kSizeX = 3;
    22.     int kSizeY = 3;
    23.  
    24.     int channel = 2;
    25.  
    26.     int filters = 2;
    27.  
    28.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    29.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    30.  
    31.     int outC = filters;
    32.  
    33.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    34.     {
    35.         for (int c = 0; c < channel; ++c)
    36.         {
    37.             for(int i=0;i
    38.             {
    39.                 for(int j=0;j
    40.                 {
    41.                     for(int m=0;m
    42.                     {
    43.                         for(int n=0;n
    44.                         {
    45.                             float fVal = 0;
    46.                             if((n+j*strideX-padX)>-1&&(m+i*strideY-padY>-1)&&(n+j*strideX-padX)<=width&&(m+i*strideY-padY>-1)<=height)
    47.                             {
    48.                                 fVal = F[c*width*height + (m+i*strideY-padX)*width+(n+j*strideX-padY)];
    49.                             }
    50.                             O[oc*outH*outW+i*outW+j]+=K[oc*outC*kSizeX*kSizeY+c*kSizeX*kSizeY+m*kSizeX+n]*fVal;
    51.                         }
    52.                     }
    53.                 }
    54.             }
    55.         }
    56.     }
    57.  
    58.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    59.     {
    60.         for (int i = 0; i < outH; ++i)
    61.         {
    62.             for (int j = 0; j < outW; ++j)
    63.             {
    64.                 std::cout<" ";
    65.             }
    66.             std::cout<
    67.         }
    68.         std::cout<
    69.     }
    70. }

    （2）代码说明

    1. 六个嵌套循环实现了卷积操作：

      • 最外层循环遍历输出特征图的每个通道。
      • 第二个循环遍历输入特征图的每个通道。
      • 第三个和第四个循环遍历输出特征图的每个元素。
      • 最内层两个循环遍历每个卷积核的元素。

    2. 在最内层循环中，首先检查当前卷积核的索引是否在输入特征图的边界内，如果是，则从输入特征图中取出相应的元素 fVal。

    3. 然后，将 fVal 与对应卷积核的元素相乘，并将结果累加到输出特征图的对应位置。

    7、输入4*4*2，卷积核3*3*2，步长1*1，padding为1*1，膨胀系数2，输出2*2*2

    1. void demo6()
    2. {
    3.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    4.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,
    5.                  1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9
    6.                 };
    7.     float O[] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
    8.  
    9.     int padX = 1;
    10.     int padY = 1;
    11.  
    12.     int dilationX = 2;
    13.     int dilationY = 2;
    14.  
    15.     int strideX  = 1;
    16.     int strideY  = 1;
    17.  
    18.     int width = 4;
    19.     int height = 4;
    20.  
    21.     int kSizeX = 3;
    22.     int kSizeY = 3;
    23.  
    24.     int channel = 2;
    25.  
    26.     int filters = 2;
    27.  
    28.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    29.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    30.  
    31.     int outC = filters;
    32.  
    33.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    34.     {
    35.         for (int c = 0; c < channel; ++c)
    36.         {
    37.             for(int i=0;i
    38.             {
    39.                 for(int j=0;j
    40.                 {
    41.                     for(int m=0;m
    42.                     {
    43.                         for(int n=0;n
    44.                         {
    45.                             float fVal = 0;
    46.                             if( ((n+j*strideX)*dilationX-padX)>-1 && ((m+i*strideY)*dilationY-padY)>-1&&
    47.                                ((n+j*strideX)*dilationX-padX)<=width && ((m+i*strideY)*dilationY-padY>-1)<=height)
    48.                             {
    49.                                 fVal = F[c*width*height + ((m+i*strideY)*dilationX-padX)*width+((n+j*strideX)*dilationY-padY)];
    50.                             }
    51.                             O[oc*outH*outW+i*outW+j]+=K[oc*outC*kSizeX*kSizeY+c*kSizeX*kSizeY+m*kSizeX+n]*fVal;
    52.                         }
    53.                     }
    54.                 }
    55.             }
    56.         }
    57.     }
    58.  
    59.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    60.     {
    61.         for (int i = 0; i < outH; ++i)
    62.         {
    63.             for (int j = 0; j < outW; ++j)
    64.             {
    65.                 std::cout<" ";
    66.             }
    67.             std::cout<
    68.         }
    69.         std::cout<
    70.     }
    71. }

    三、可执行的卷积操作代码

    1. #include 
    2.  
    3. void demo0()    //输入3*3*1，卷积核3*3*1，输出为1*1*1
    4. {
    5.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    6.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    7.     float O = 0;
    8.  
    9.     int width  = 3;
    10.     int height = 3;
    11.     int kSizeX = 3;
    12.     int kSizeY = 3;
    13.  
    14.     for(int m=0;m
    15.     {
    16.         for(int n=0;n
    17.         {
    18.             O+=K[m*kSizeX+n]*F[m*width+n];
    19.         }
    20.     }
    21.     std::cout<" ";
    22. }
    23.  
    24. void demo1()    //输入4*4*1，卷积核3*3*1，步长为1*1，no padding，输出为1*1*1
    25. {
    26.     //计算公式
    27.     // (height + 2 * paddingY - (dilationY * (kSizeY - 1) + 1)) / strideY + 1;
    28.     // (width + 2 * paddingX - (dilationX * (kSizeX - 1) + 1)) / strideX + 1;
    29.  
    30.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    31.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    32.     float O[] = {0,0,0,0};
    33.  
    34.     int padX = 0;
    35.     int padY = 0;
    36.  
    37.     int dilationX = 1;
    38.     int dilationY = 1;
    39.  
    40.     int strideX  = 1;
    41.     int strideY  = 1;
    42.  
    43.     int width = 4;
    44.     int height = 4;
    45.  
    46.     int kSizeX = 3;
    47.     int kSizeY = 3;
    48.  
    49.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    50.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    51.  
    52.     for(int i=0;i
    53.     {
    54.         for(int j=0;j
    55.         {
    56.             for(int m=0;m
    57.             {
    58.                 for(int n=0;n
    59.                 {
    60.                     O[i*outW+j]+=K[m*kSizeX+n]*F[(m+i)*width+(n+j)];
    61.                     /* int inputIndex = (i * strideY + m) * width + (j * strideX + n);
    62.                     O[i * outW + j] += K[m * kSizeX + n] * F[inputIndex]; */
    63.                 }
    64.             }
    65.         }
    66.     }
    67.  
    68.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    69.     {
    70.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    71.         {
    72.             std::cout<" ";
    73.         }
    74.         std::cout<
    75.     }
    76. }
    77.  
    78. void demo2()
    79. {
    80.  
    81.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    82.     float K[] = {1,2,3,4};
    83.     //float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    84.     float O[] = {0,0,0,0};
    85.  
    86.     int padX = 0;
    87.     int padY = 0;
    88.  
    89.     int dilationX = 1;
    90.     int dilationY = 1;
    91.  
    92.     int strideX  = 2;
    93.     int strideY  = 2;
    94.  
    95.     int width = 4;
    96.     int height = 4;
    97.  
    98.     int kSizeX = 2;
    99.     int kSizeY = 2;
    100.  
    101.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    102.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    103.  
    104.     for(int i=0;i
    105.     {
    106.         for(int j=0;j
    107.         {
    108.             for(int m=0;m
    109.             {
    110.                 for(int n=0;n
    111.                 {
    112.                     O[i*outW+j]+=K[m*kSizeX+n]*F[(m+i*strideY)*width+(n+j*strideX)];
    113.                 }
    114.             }
    115.         }
    116.     }
    117.  
    118.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    119.     {
    120.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    121.         {
    122.             std::cout<" ";
    123.         }
    124.         std::cout<
    125.     }
    126. }
    127.  
    128. void demo3()
    129. {
    130.  
    131.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    132.     //float K[] = {1,2,3,4};
    133.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    134.     float O[] = {0,0,0,0};
    135.  
    136.     int padX = 1;
    137.     int padY = 1;
    138.  
    139.     int dilationX = 1;
    140.     int dilationY = 1;
    141.  
    142.     int strideX  = 2;
    143.     int strideY  = 2;
    144.  
    145.     int width = 4;
    146.     int height = 4;
    147.  
    148.     int kSizeX = 3;
    149.     int kSizeY = 3;
    150.  
    151.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    152.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    153.  
    154.     for(int i=0;i
    155.     {
    156.         for(int j=0;j
    157.         {
    158.             for(int m=0;m
    159.             {
    160.                 for(int n=0;n
    161.                 {
    162.                     float fVal = 0;
    163.                     //考虑边界强情况
    164.                     if((n+j*strideX-padX)>-1&&(m+i*strideY-padY>-1)&&(n+j*strideX-padX)<=width&&(m+i*strideY-padY>-1)<=height)
    165.                     {
    166.                         fVal = F[(m+i*strideY-padX)*width+(n+j*strideX-padY)];
    167.                     }
    168.                     O[i*outW+j]+=K[m*kSizeX+n]*fVal;
    169.                 }
    170.             }
    171.         }
    172.     }
    173.  
    174.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    175.     {
    176.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    177.         {
    178.             std::cout<" ";
    179.         }
    180.         std::cout<
    181.     }
    182. }
    183.  
    184. void demo4()
    185. {
    186.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    187.     //float K[] = {1,2,3,4};
    188.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    189.     float O[] = {0,0,0,0};
    190.  
    191.     int padX = 1;
    192.     int padY = 1;
    193.  
    194.     int dilationX = 1;
    195.     int dilationY = 1;
    196.  
    197.     int strideX  = 2;
    198.     int strideY  = 2;
    199.  
    200.     int width = 4;
    201.     int height = 4;
    202.  
    203.     int kSizeX = 3;
    204.     int kSizeY = 3;
    205.  
    206.     int channel = 2;
    207.  
    208.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    209.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    210.  
    211.     for (int c = 0; c < channel; ++c)
    212.     {
    213.         for(int i=0;i
    214.         {
    215.             for(int j=0;j
    216.             {
    217.                 for(int m=0;m
    218.                 {
    219.                     for(int n=0;n
    220.                     {
    221.                         float fVal = 0;
    222.                         if((n+j*strideX-padX)>-1&&(m+i*strideY-padY>-1)&&(n+j*strideX-padX)<=width&&(m+i*strideY-padY>-1)<=height)
    223.                         {
    224.                             fVal = F[c*width*height + (m+i*strideY-padX)*width+(n+j*strideX-padY)];
    225.                         }
    226.                         O[i*outW+j]+=K[c*kSizeX*kSizeY+m*kSizeX+n]*fVal;
    227.                     }
    228.                 }
    229.             }
    230.         }
    231.     }
    232.  
    233.     for (int i = 0; i < outH; ++i)
    234.     {
    235.         for (int j = 0; j < outW; ++j)
    236.         {
    237.             std::cout<" ";
    238.         }
    239.         std::cout<
    240.     }
    241. }
    242.  
    243. void demo5()
    244. {
    245.  
    246.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    247.     //float K[] = {1,2,3,4};
    248.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,
    249.                  1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9
    250.                 };
    251.     float O[] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
    252.  
    253.     int padX = 1;
    254.     int padY = 1;
    255.  
    256.     int dilationX = 1;
    257.     int dilationY = 1;
    258.  
    259.     int strideX  = 2;
    260.     int strideY  = 2;
    261.  
    262.     int width = 4;
    263.     int height = 4;
    264.  
    265.     int kSizeX = 3;
    266.     int kSizeY = 3;
    267.  
    268.     int channel = 2;
    269.  
    270.     int filters = 2;
    271.  
    272.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    273.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    274.  
    275.     int outC = filters;
    276.  
    277.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    278.     {
    279.         for (int c = 0; c < channel; ++c)
    280.         {
    281.             for(int i=0;i
    282.             {
    283.                 for(int j=0;j
    284.                 {
    285.                     for(int m=0;m
    286.                     {
    287.                         for(int n=0;n
    288.                         {
    289.                             float fVal = 0;
    290.                             if((n+j*strideX-padX)>-1&&(m+i*strideY-padY>-1)&&(n+j*strideX-padX)<=width&&(m+i*strideY-padY>-1)<=height)
    291.                             {
    292.                                 fVal = F[c*width*height + (m+i*strideY-padX)*width+(n+j*strideX-padY)];
    293.                             }
    294.                             O[oc*outH*outW+i*outW+j]+=K[oc*channel*kSizeX*kSizeY+c*kSizeX*kSizeY+m*kSizeX+n]*fVal;
    295.                         }
    296.                     }
    297.                 }
    298.             }
    299.         }
    300.     }
    301.  
    302.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    303.     {
    304.         for (int i = 0; i < outH; ++i)
    305.         {
    306.             for (int j = 0; j < outW; ++j)
    307.             {
    308.                 std::cout<" ";
    309.             }
    310.             std::cout<
    311.         }
    312.         std::cout<
    313.     }
    314. }
    315.  
    316. void demo6()
    317. {
    318.     // (height + 2 * paddingY - (dilationY * (kSizeY - 1) + 1)) / strideY + 1;
    319.     // (width + 2 * paddingX - (dilationX * (kSizeX - 1) + 1)) / strideX + 1;
    320.  
    321.     float F[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
    322.     //float K[] = {1,2,3,4};
    323.     float K[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,
    324.                  1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9
    325.                 };
    326.     float O[] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
    327.  
    328.     int padX = 1;
    329.     int padY = 1;
    330.  
    331.     int dilationX = 2;
    332.     int dilationY = 2;
    333.  
    334.     int strideX  = 1;
    335.     int strideY  = 1;
    336.  
    337.     int width = 4;
    338.     int height = 4;
    339.  
    340.     int kSizeX = 3;
    341.     int kSizeY = 3;
    342.  
    343.     int channel = 2;
    344.  
    345.     int filters = 2;
    346.  
    347.     int outH = (height+2*padY-(dilationY*(kSizeY-1)+1)) / strideY + 1;
    348.     int outW = (width+2*padX-(dilationX*(kSizeX-1)+1)) / strideX + 1;
    349.  
    350.     int outC = filters;
    351.  
    352.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    353.     {
    354.         for (int c = 0; c < channel; ++c)
    355.         {
    356.             for(int i=0;i
    357.             {
    358.                 for(int j=0;j
    359.                 {
    360.                     for(int m=0;m
    361.                     {
    362.                         for(int n=0;n
    363.                         {
    364.                             float fVal = 0;
    365.                             if( ((n+j*strideX)*dilationX-padX)>-1 && ((m+i*strideY)*dilationY-padY)>-1&&
    366.                                     ((n+j*strideX)*dilationX-padX)<=width && ((m+i*strideY)*dilationY-padY>-1)<=height)
    367.                             {
    368.                                 fVal = F[c*width*height + ((m+i*strideY)*dilationX-padX)*width+((n+j*strideX)*dilationY-padY)];
    369.                             }
    370.                             O[oc*outH*outW+i*outW+j]+=K[oc*channel*kSizeX*kSizeY+c*kSizeX*kSizeY+m*kSizeX+n]*fVal;
    371.                         }
    372.                     }
    373.                 }
    374.             }
    375.         }
    376.     }
    377.  
    378.     for (int oc = 0; oc < outC; ++oc)
    379.     {
    380.         for (int i = 0; i < outH; ++i)
    381.         {
    382.             for (int j = 0; j < outW; ++j)
    383.             {
    384.                 std::cout<" ";
    385.             }
    386.             std::cout<
    387.         }
    388.         std::cout<
    389.     }
    390. }
    391.  
    392.  
    393. int main(int argc, char *argv[])
    394. {
    395.     //demo0();
    396.     demo1();
    397.     //demo2();
    398.     //demo3();
    399.     //demo4();
    400.     //demo5();
    401.     //demo6();
    402. }

    （1）将上述文件为my_code.cc源文件。

    如果要使用不同类型的demo，可以直接在main函数中调用。

    （2）然后在终端运行：

    g++ -o my_code my_code.cc

    此时已编译出可执行的二进制my_code。

    （3）执行my_code文件

    ./my_code

    最后说明：其实我个人觉得这种方式使用起来除了简单易懂，但在实际操作中并不可取。主要是所有的变量值都需要在demo()函数中手工赋值，耦合性和实用性较差。但是目前也没有更好的实测，等过阵子我的程序写完后，再和大家分享。

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/zhenz0729/article/details/139644768