输入通道数 → 决定「每个卷积核的通道数」(硬性匹配,没得选)

人为设定的输出通道数 → 决定「卷积核的总个数」(超参数,自己定)

简单说,卷积核有两个关键维度,输入通道数只管其中一个(每个卷积核的深度),不管另一个(卷积核的总数)

  1. 先明确:卷积核不是 “单个小方块”,而是 “多层小方块叠成的小积木”

你可以把一个卷积核想象成「叠起来的多层滤镜」,层数就是这个卷积核的通道数—— 这个层数必须和输入特征图的通道数完全一样,这是卷积运算的硬性规则(维度对不上,根本没法计算)。

而卷积层的卷积核总个数,是另一回事,它和输入通道数无关,完全由你想得到的输出通道数决定(就是我们之前说的人为设定的超参数)。

  1. 举最直观的例子(VGG16 首层,输入 3 通道 RGB 图)

输入特征图:224×224×3(3 是输入通道数)我们要的输出通道数:64(人为设定)对应的卷积核设计:

  1. 卷积核总个数:64 个(和输出通道数一致,人为定的);
  2. 每个卷积核的规格:3×3×3(最后一个 3 是卷积核的通道数,和输入通道数 3 硬性匹配,没得选)。

卷积的运算过程(为什么必须匹配):每个 3×3×3 的卷积核,会把自己的 3 层滤镜,分别和输入特征图的 3 个通道做卷积(逐元素相乘求和),然后把 3 个通道的卷积结果加起来,得到1 张单通道的特征图64 个这样的卷积核,就会得到 64 张单通道特征图,叠在一起就是输出的 224×224×64 特征图(64 个输出通道)。

如果输入通道数是 64(比如 VGG16 第一层池化后),要的输出通道数是 128(人为定),那卷积核就是:128 个 3×3×64 的卷积核(64 是卷积核通道数,匹配输入;128 是个数,匹配输出)。

核心关系总结

维度由什么决定?性质例子(输入 64 通道→输出 128 通道)
单个卷积核的通道数输入通道数硬性匹配64(和输入通道数一致)
卷积层的卷积核总个数输出通道数(人为定)可调整超参数128(人为设定的输出通道数)
  1. 再补一个反例,彻底打消疑问

如果输入是 64 通道,你想输出 256 通道,那卷积核就是256 个 3×3×64—— 输入通道数还是 64,但卷积核个数直接跳到 256,和输入通道数完全无关,只看你要的输出通道数。

反之,如果输入通道数变了(比如从 3 变成 1,黑白图),那卷积核的个数可以不变(还是 64),但每个卷积核的通道数必须从 3 变成 1(3×3×3→3×3×1)。

总结

输入通道数管 “单个卷积核的深度”(必须匹配),输出通道数管 “卷积核的总数”(人为设定),二者毫无决定关系,只是卷积核的两个不同属性

最后修改:2026 年 01 月 31 日
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