pytorch 学习 | 全局平均池化 global average pooling(PyTorch)

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利用现有的pooling API实现全局平均池化的效果。

首先我们简单理解全局平均池化操作。
如果有一批特征图，其尺寸为 [ B, C, H, W], 我们经过全局平均池化之后，尺寸变为[B, C, 1, 1]。
也就是说，全局平均池化其实就是对每一个通道图所有像素值求平均值，然后得到一个新的1 * 1的通道图。

明白这个思路之后，我们就可以很容易实现全局平均池化了。

利用自适应平均池化就可以快速实现。或者自适应最大池化也可以，一样。

In [1]: import torch

In [2]: a = torch.rand([4,3,4,4])

In [3]: a.size()
Out[3]: torch.Size([4, 3, 4, 4])

In [4]: b = torch.nn.functional.adaptive_avg_pool2d(a, (1,1)) # 自适应池化，指定池化输出尺寸为 1 * 1

In [5]: b.size()
Out[5]: torch.Size([4, 3, 1, 1])

如果要预测K个类别，在卷积特征抽取部分的最后一层卷积层，就会生成K个特征图，
然后通过全局平均池化就可以得到 K个1×1的特征图，将这些1×1的特征图输入到softmax layer之后，每一个输出结果代表着这K个类别的概率（或置信度 confidence），起到取代全连接层的效果。
优点：
和全连接层相比，使用全局平均池化技术，对于建立特征图和类别之间的关系，是一种更朴素的卷积结构选择。
全局平均池化层不需要参数，避免在该层产生过拟合。
全局平均池化对空间信息进行求和，对输入的空间变化的鲁棒性更强。

用GAP替代FC全连接层
有两个有点：一是GAP在特征图与最终的分类间转换更加简单自然；
二是不像FC层需要大量训练调优的参数，降低了空间参数会使模型更加健壮，抗过拟合效果更佳。