Dilated Convolutions 空洞卷積

Dilated Convolutions，中文一般稱為空洞卷積或者擴張卷積，是一種改進的影象卷積方法。
擴張卷積工作示意圖如下：

圖a是普通的卷積，感受野是3*3，相當於不擴充，dilation=1
圖b是擴張卷積，感受野是7*7，dilation=2
圖c是擴張卷積，感受野是15*15，dilation=4
 
擴張卷積中多了一個擴充率引數（dilation rate），用來控制擴張（空洞填充）的大小，擴充率引數越大，同等卷積核大小對應的感受野越大。擴充卷積對普通卷積的改進就是為了獲得更大的感受野。
 
標準卷積在特定場景如影象語義分割下存在一定的問題，比如通過池化操作降低計算量，同時增大感受野，再通過反摺積（上取樣）擴充影象到原始大小，這中間會丟失很多資訊，特別是空間結構資訊，另一個問題是小的物體資訊無法復原重建出來。而在空洞卷積中，避免了使用池化操作的同時增大了感受野，不需要影象解析度的壓縮，保留了影象內部的資料結構，可以有比標準卷積更好的分割效果。

 

參考資料： https://arxiv.org/abs/1511.07122