Pad

バージョン名: Pad-12

カテゴリー: データ移動

簡単な説明: Pad 操作はエッジ上の入力テンソルを拡張します。パディングされた要素の量と値は、入力と属性によって定義されます。

詳細な説明: pad_mode 属性は、新しい要素値を生成する規則を指定します。例えば、指定された定数が入力されるか、入力テンソルの内容に基づいて生成されるかなどです。追加される新しい要素の数 (正の値) または削除される要素の数 (負の値) は、pads_begin および pads_end 入力によって設定されます。

次の例は、指定された入力に対して Pad レイヤーの出力テンソルがどのように生成されるかを示しています。

ポジティブパッドの例

pads_begin = [0, 1]
pads_end = [2, 3]

DATA =
[[1,  2,  3,  4]
[5,  6,  7,  8]
[9, 10, 11, 12]]

pad_mode 属性:

  • pad_mode = "constant":

OUTPUT =
[[ 0,  1,  2,  3,  4,  0,  0,  0 ]
[ 0,  5,  6,  7,  8,  0,  0,  0 ]
[ 0,  9, 10, 11, 12,  0,  0,  0 ]
[ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 ]
[ 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0 ]]

  • pad_mode = "edge":

OUTPUT =
    [[ 1,  1,  2,  3,  4,  4,  4,  4 ]
    [ 5,  5,  6,  7,  8,  8,  8,  8 ]
    [ 9,  9, 10, 11, 12, 12, 12, 12 ]
    [ 9,  9, 10, 11, 12, 12, 12, 12 ]
    [ 9,  9, 10, 11, 12, 12, 12, 12 ]]

  • pad_mode = "reflect":

OUTPUT =
[[  2,  1,  2,  3,  4,  3,  2,  1 ]
[  6,  5,  6,  7,  8,  7,  6,  5 ]
[ 10,  9, 10, 11, 12, 11, 10,  9 ]
[  6,  5,  6,  7,  8,  7,  6,  5 ]
[  2,  1,  2,  3,  4,  3,  2,  1 ]]

  • pad_mode = "symmetric":

OUTPUT =
[[ 1,  1,  2,  3,  4,  4,  3,  2 ]
[ 5,  5,  6,  7,  8,  8,  7,  6 ]
[ 9,  9, 10, 11, 12, 12, 11, 10 ]
[ 9,  9, 10, 11, 12, 12, 11, 10 ]
[ 5,  5,  6,  7,  8,  8,  7,  6 ]]

ネガティブパッドの例

pads_begin = [-1, -1]
pads_end = [-1, -1]

DATA =
[[1,  2,  3,  4]
[5,  6,  7,  8]
[9, 10, 11, 12]]
Shape(3, 4)

すべての pad_mode 属性オプション:

  • pad_mode = "constant"

  • pad_mode = "edge"

  • pad_mode = "reflect"

  • pad_mode = "symmetric"

OUTPUT =
[[ 6, 7 ]]
Shape(1, 2)

混合パッドの例

pads_begin = [2, -1]
pads_end = [-1, 3]

DATA =
[[1,  2,  3,  4]
[5,  6,  7,  8]
[9, 10, 11, 12]]
Shape(3, 4)

  • pad_mode = "constant":

OUTPUT =
[[0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0],
[2, 3, 4, 0, 0, 0],
[6, 7, 8, 0, 0, 0]]
Shape(4, 6)

  • pad_mode = "edge":

OUTPUT Shape(4, 6) =
[[2, 3, 4, 4, 4, 4],
[2, 3, 4, 4, 4, 4],
[2, 3, 4, 4, 4, 4],
[6, 7, 8, 8, 8, 8]]
Shape(4, 6)

  • pad_mode = "reflect":

OUTPUT =
[[10, 11, 12, 11, 10, 9],
[6,   7,  8,  7,  6, 5],
[2,   3,  4,  3,  2, 1],
[6,   7,  8,  7,  6, 5]]
Shape(4, 6)

  • pad_mode = "symmetric":

OUTPUT =
[[6, 7, 8, 8, 7, 6],
[2, 3, 4, 4, 3, 2],
[2, 3, 4, 4, 3, 2],
[6, 7, 8, 8, 7, 6]]
Shape(4, 6)

属性:

  • pad_mode

    • 説明: pad_mode は、パディング値の生成に使用される方法を指定します。

    • 値の範囲: 文字列形式のメソッド名:

      • constant - パディングされた値は、pad_value 入力から取得されます。入力が提供されない場合、パディング要素はゼロに等しくなります。

      • edge - パディングされた値は、入力 data テンソルのそれぞれのエッジからコピーされます。

      • reflect - パディングされた値は入力データテンソルを反映しています。エッジの値は重複せず、pads_begin[D] と pads_end[D] は、有効な D に対して data.shape[D] – 1 より大きくてはなりません。

      • symmetric - パディングされた値は、入力 data テンソルから対称的に追加されます。この方法は reflect と似ていますが、エッジの値が複製されます。詳細については、上記の例を参照してください。有効な D は、pads_begin[D] と pads_end[D] が data.shape[D] を超えてはなりません。

    • タイプ: string

    • 必須: はい

入力:

  • 1: 任意の形状およびタイプ T の data テンソル。必須。

  • 2: pads_begin T_INT タイプの 1D テンソル。要素数は入力データの形状ランクと一致します。各軸の先頭に追加するパディング要素の数を指定します。負の値は、対応する次元の値が切り取られることを意味します。必須。

  • 3: pads_end T_INT タイプの 1D テンソル。要素数は入力データの形状ランクと一致します。各軸の末尾に追加するパディング要素の数を指定します。負の値は、対応する次元の値が切り取られることを意味します。必須。

  • 4: pad_value T タイプのスカラーテンソル。pad_mode == "constant" の場合にのみ有効です。すべてのパディング要素にはこの値が設定されるか、入力が指定されていない場合は 0 が設定されます。この入力は、pad_mode 以外の値を設定しないでください。オプション。

出力:

  • 1: 0 から len(data.shape) - 1 までの各 D の次元 max(pads_begin[D] + data.shape[D] + pads_end[D], 0) を持つ T タイプのパディングされた出力テンソル。

タイプ:

  • T: 任意の数値タイプ。

  • T_INT: 任意の整数タイプ。

例: 定数モード (ポジティブパッド)

 <layer ... type="Pad" ...>
     <data pad_mode="constant"/>
     <input>
         <port id="0">
             <dim>1</dim>
             <dim>3</dim>
             <dim>32</dim>
             <dim>40</dim>
         </port>
         <port id="1">
             <dim>4</dim>     <!-- pads_begin = [0, 5, 2, 1]  -->
         </port>
         <port id="2">
             <dim>4</dim>     <!-- pads_end = [1, 0, 3, 7] -->
         </port>
         <port id="3">
                             <!-- pad_value = 15.0 -->
         </port>
     </input>
     <output>
         <port id="0">
             <dim>2</dim>     <!-- 2 = 0 + 1 + 1 = pads_begin[0] + input.shape[0] + pads_end[0] -->
             <dim>8</dim>     <!-- 8 = 5 + 3 + 0 = pads_begin[1] + input.shape[1] + pads_end[1] -->
             <dim>37</dim>    <!-- 37 = 2 + 32 + 3 = pads_begin[2] + input.shape[2] + pads_end[2] -->
             <dim>48</dim>    <!-- 48 = 1 + 40 + 7 = pads_begin[3] + input.shape[3] + pads_end[3] -->
                             <!-- all new elements are filled with 15.0 value -->
         </port>
     </output>
 </layer>

例: 定数モード (ポジティブおよびネガティブパッド)

 <layer ... type="Pad" ...>
     <data pad_mode="constant"/>
     <input>
         <port id="0">
             <dim>2</dim>
             <dim>3</dim>
             <dim>32</dim>
             <dim>40</dim>
         </port>
         <port id="1">
             <dim>4</dim>     <!-- pads_begin = [0, -2, -8, 1]  -->
         </port>
         <port id="2">
             <dim>4</dim>     <!-- pads_end = [-1, 4, -6, 7] -->
         </port>
         <port id="3">
                             <!-- pad_value = 15.0 -->
         </port>
     </input>
     <output>
         <port id="0">
             <dim>1</dim>     <!-- 2 = 0 + 2 + (-1) = pads_begin[0] + input.shape[0] + pads_end[0] -->
             <dim>5</dim>     <!-- 5 = (-2) + 3 + 4 = pads_begin[1] + input.shape[1] + pads_end[1] -->
             <dim>18</dim>    <!-- 18 = (-8) + 32 (-6) = pads_begin[2] + input.shape[2] + pads_end[2] -->
             <dim>48</dim>    <!-- 48 = 1 + 40 + 7 = pads_begin[3] + input.shape[3] + pads_end[3] -->
                             <!-- all new elements are filled with 15.0 value -->
         </port>
     </output>
 </layer>

例: エッジモード

 <layer ... type="Pad" ...>
     <data pad_mode="edge"/>
     <input>
         <port id="0">
             <dim>1</dim>
             <dim>3</dim>
             <dim>32</dim>
             <dim>40</dim>
         </port>
         <port id="1">
             <dim>4</dim>     <!-- pads_begin = [0, 5, 2, 1]  -->
         </port>
         <port id="2">
             <dim>4</dim>     <!-- pads_end = [1, 0, 3, 7] -->
         </port>
     </input>
     <output>
         <port id="0">
             <dim>2</dim>     <!-- 2 = 0 + 1 + 1 = pads_begin[0] + input.shape[0] + pads_end[0] -->
             <dim>8</dim>     <!-- 8 = 5 + 3 + 0 = pads_begin[1] + input.shape[1] + pads_end[1] -->
             <dim>37</dim>    <!-- 37 = 2 + 32 + 3 = pads_begin[2] + input.shape[2] + pads_end[2] -->
             <dim>48</dim>    <!-- 48 = 1 + 40 + 7 = pads_begin[3] + input.shape[3] + pads_end[3] -->
         </port>
     </output>
 </layer>