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mindspore.ops.Conv3D

class mindspore.ops.Conv3D(out_channel, kernel_size, mode=1, pad_mode='valid', pad=0, stride=1, dilation=1, group=1, data_format='NCDHW')

对输入Tensor计算三维卷积。通常，输入Tensor的shape为 $(N,C_{in},D_{in},H_{in},W_{in})$ ，输出 shape为 $(N,C_{out},D_{out},H_{out},W_{out})$ 。其中 $N$ 为batch size，$C$ 为通道数，$D$ 为深度， $H,W$ 分别为特征层的高度和宽度。 对于一个特征层，其输出结果由如下公式计算：

$$\mathrm{out}(N_i,C_{{\text{out}}_j})=\mathrm{bias}\left(C_{{\text{out}}_j}\right)+\sum _{k=0}^{C_{in}-1}ccor(\text{weight}(C_{{\text{out}}_j},k),\mathrm{input}(N_i,k))$$

其中，$k$ 为卷积核数，$ccor$ 为 cross-correlation ， $C_{in}$ 为输入通道数， $j$ 的范围从 $0$ 到 $C_{out}-1$ ， $ou{t}_j$ 对应输出的第 $j$ 个通道。 $\text{weight}(C_{{\text{out}}_j},k)$ 为卷积核的切片，其shape为 $(\text{kernel\_size[0]},\text{kernel\_size[1]},\text{kernel\_size[2]})$ ，其中 $\text{kernel\_size[0]}$, $\text{kernel\_size[1]}$ 和 $\text{kernel\_size[2]}$ 分别是卷积核的深度、高度和宽度。 $\text{bias}$ 是偏置参数， $\text{X}$ 是输入Tensor。 完整卷积核的shape为 $(C_{out},C_{in}/\text{group},\text{kernel\_size[0]},\text{kernel\_size[1]},\text{kernel\_size[2]})$ ，其中 group 是在通道上分割输入 inputs 的组数。

详细内容请参考论文 Gradient Based Learning Applied to Document Recognition 。

如果指定 pad_mode 为 “valid”，则输出的深度、高度和宽度分别为 $\lfloor 1+\frac{D_{in}+2\times \text{padding}-\text{ks\_d}-(\text{ks\_d}-1)\times (\text{dilation}-1)}{\text{stride}}\rfloor$ 、 $\lfloor 1+\frac{H_{in}+2\times \text{padding}-\text{ks\_h}-(\text{ks\_h}-1)\times (\text{dilation}-1)}{\text{stride}}\rfloor$ 以及 $\lfloor 1+\frac{W_{in}+2\times \text{padding}-\text{ks\_w}-(\text{ks\_w}-1)\times (\text{dilation}-1)}{\text{stride}}\rfloor$ ，其中 $dilation$ 为三维卷积核膨胀尺寸， $stride$ 为移动步长， $padding$ 为在输入两侧的填充长度。

说明

在Ascend平台上，目前只支持 $group=1$ 。

参数：

• out_channel (int) - 输出的通道数 $C_{out}$ 。

• kernel_size (Union[int, tuple[int]]) - 指定三维卷积核的深度、高度和宽度。可以为单个int或包含三个整数的Tuple。一个整数表示卷积核的深度、高度和宽度均为该值。包含三个整数的Tuple分别表示卷积核的深度、高度和宽度。

• mode (int) - 指定不同的卷积模式。此值目前未被使用。默认值：1。

• stride (Union[int, tuple[int]]，可选) - 卷积核移动的步长，可以为单个int或三个int组成的tuple。一个int表示在深度、高度和宽度方向的移动步长均为该值。三个int组成的tuple分别表示在深度、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， pad 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 pad 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 pad 大小的0。如果设置此模式， pad 必须大于或等于0。

• pad (Union(int, tuple[int])) - 填充值。如果 pad 是一个整数，则前部、后部、顶部，底部，左边和右边的填充都等于 pad 。如果 pad 是6个整数的Tuple，则前部、后部、顶部、底部、左边和右边的填充分别等于填充 pad[0] 、 pad[1] 、 pad[2] 、 pad[3] 、 pad[4] 和 pad[5] 。默认值：0。

• dilation (Union[int, tuple[int]]，可选) - 卷积核膨胀尺寸。数据类型为int或由3个int组成的tuple： $(dilatio{n}_d,dilatio{n}_h,dilatio{n}_w)$。目前在Ascend后端，只支持该值为1。若 $k>1$ ，则卷积核间隔 k 个元素进行采样。前后、垂直和水平方向上，其取值范围分别为[1, D]、[1, H]和[1, W]。默认值：1。

• group (int，可选) - 将过滤器拆分的组数， in_channels 和 out_channels 必须可被 group 整除。默认值：1。

• data_format (str) - 支持的数据模式。目前仅支持”NCDHW”。

输入：

• x (Tensor) - shape为 $(N,C_{in},D_{in},H_{in},W_{in})$ 的Tensor。目前数据类型仅支持float16和float32。

• weight (Tensor) - 若kernel shape为 $(k_d,K_h,K_w)$ ，则weight shape应为 $(C_{out},C_{in}/groups,k_d,K_h,K_w)$ 。目前数据类型仅支持float16和float32。

• bias (Tensor) - shape为 $C_{in}$ 的Tensor。目前仅支持None。默认值：None。

输出：

Tensor，shape为 $(N,C_{out},D_{out},H_{out},W_{out})$ 。

异常：

• TypeError - out_channel 或 group 不是int。

• TypeError - kernel_size 、 stride 、 pad 或 dilation 既不是int也不是Tuple。

• ValueError - out_channel 、 kernel_size 、 stride 或 dilation 小于1。

• ValueError - pad 小于0。

• ValueError - pad_mode 取值非”same”、”valid”或”pad”。

• ValueError - pad 为长度不等于6的Tuple。

• ValueError - pad_mode 未设定为”pad”且 pad 不等于(0, 0, 0, 0, 0, 0)。

• ValueError - data_format 取值非”NCDHW”。

支持平台：

Ascend GPU CPU

样例：

>>> x = Tensor(np.ones([16, 3, 10, 32, 32]), mindspore.float16)
>>> weight = Tensor(np.ones([32, 3, 4, 3, 3]), mindspore.float16)
>>> conv3d = ops.Conv3D(out_channel=32, kernel_size=(4, 3, 3))
>>> output = conv3d(x, weight)
>>> print(output.shape)
(16, 32, 7, 30, 30)