通道数就是特征图的「特征种类数」,也可以理解成网络看图片的「专属视角数」—— 每个通道只盯着图片里的一种特定特征,通道数越多,网络能同时捕捉的特征种类就越全。
再往简单说,把卷积网络想象成一群 “特征侦探”,通道数就是「侦探的人数」,每个侦探只负责找一种特定线索,所有侦探的结果合在一起,就是网络对图片的完整特征理解。
以「输入图片通道」为例
平时看的 RGB 彩色图,就是3 个通道:
红色通道(R):只保留图片里红色的明暗信息(不管绿、蓝);
绿色通道(G):只保留绿色的明暗信息;
蓝色通道(B):只保留蓝色的明暗信息。这 3 个通道叠在一起,就是你看到的彩色画面。
如果是黑白图,就是1 个通道,只有明暗信息,没有颜色种类。
通道的本质就是「把信息按种类分开存」,方便后续针对性处理。
以VGG16为例,卷积的「网络通道数」是什么
卷积层的输出通道数 = 卷积核个数,其实就是给网络新增了对应数量的 “专属侦探”:
比如 VGG16 首层 64 个卷积核→64 个通道,就是 64 个侦探,每个侦探只找一种简单特征(有的专找竖线、有的专找横线、有的专找斜纹、有的专找颜色块,都是最基础的视觉线索);
到了深层 512 个卷积核→512 个通道,就是 512 个侦探,每个侦探只找一种复杂特征(有的专找眼睛、有的专找车轮、有的专找树叶轮廓、有的专找桌面边缘,都是浅层简单特征拼出来的 “高级线索”)。
每个通道最终会输出一张「特征图」,这张图里越亮的地方,代表图片对应位置越符合这个通道的特征(比如 “竖线通道” 的特征图,图片里竖线的位置会特别亮,其他地方暗)。
通道数的「核心作用」:
1. 「分门别类存特征」,不混不乱,方便后续融合
如果把所有特征都揉在 1 个通道里,网络根本分不清 “这里是竖线”“那里是纹理”,就像把所有侦探的线索堆在一个盒子里,越往后越乱。而通道就是给每个特征配一个 “专属文件夹”,竖线放竖线的文件夹,眼睛放眼睛的文件夹,后续网络可以轻松把这些文件夹里的信息拼起来,还原出图片里的物体(比如 “眼睛 + 鼻子 + 嘴巴” 拼出人脸)。
2. 「通道越多,能抓的特征越全」,网络看得越 “明白”
浅层用少通道(64/128):因为图片里的简单特征就那么几种(线、纹、色块),多了也是浪费,相当于没必要找 100 个侦探都去查竖线;深层用多通道(256/512):因为深层要抓的复杂特征特别多(不同的物体部件、不同的组合方式),需要更多侦探各司其职,才能把图片里的细节都查清楚,相当于查一个复杂案件,需要不同领域的侦探(法医、痕迹、刑侦)一起上。
VGG16 里池化层不改变通道数,就是因为池化只是 “把侦探的线索图缩小(去掉无用细节)”,但不会删掉任何侦探(还是原来的 64/128/512 个),线索的种类数没变,只是线索图更简洁了;而卷积层增加通道数,就是新增一批更专业的侦探,从查简单线索升级为查复杂线索。
终极大白话总结
通道数 = 网络的特征种类数 / 侦探人数;每个通道管一种特征,通道越多,网络能捕捉的特征越全,对图片的理解就越深刻;VGG16 逐层加通道,就是让网络从 “看简单线条” 慢慢升级为 “看复杂物体”。