填充是一种增加输入数据大小的操作。在一维数据中，你只需要在数组前加上一个常数，在2-dim中，你用这些常数包围矩阵。在n-dim中，用常数包围n-dim超立方体。在大多数情况下，这个常数是零，它被称为零填充。

下面是一个应用于2-d张量的p=1的零填充的例子:

你可以为你的内核使用任意填充，但是有些填充值比其他填充值使用得更频繁:

有效的填充。最简单的情况，意味着根本没有填充。让你的数据保持原样。 相同填充有时称为半填充。之所以称为SAME，是因为对于stride=1的卷积(或池化)，它应该产生与输入相同大小的输出。之所以叫HALF是因为对于一个大小为k的核 FULL填充是最大填充，它不会导致对刚刚填充的元素进行卷积。对于一个大小为k的核，这个填充值等于k - 1。

要在TF中使用任意填充，可以使用TF .pad()

根据这里的解释和Tristan的回答，我通常使用这些快速函数进行完整性检查。

# a function to help us stay clean
def getPaddings(pad_along_height,pad_along_width):
    # if even.. easy..
    if pad_along_height%2 == 0:
        pad_top = pad_along_height / 2
        pad_bottom = pad_top
    # if odd
    else:
        pad_top = np.floor( pad_along_height / 2 )
        pad_bottom = np.floor( pad_along_height / 2 ) +1
    # check if width padding is odd or even
    # if even.. easy..
    if pad_along_width%2 == 0:
        pad_left = pad_along_width / 2
        pad_right= pad_left
    # if odd
    else:
        pad_left = np.floor( pad_along_width / 2 )
        pad_right = np.floor( pad_along_width / 2 ) +1
        #
    return pad_top,pad_bottom,pad_left,pad_right

# strides [image index, y, x, depth]
# padding 'SAME' or 'VALID'
# bottom and right sides always get the one additional padded pixel (if padding is odd)
def getOutputDim (inputWidth,inputHeight,filterWidth,filterHeight,strides,padding):
    if padding == 'SAME':
        out_height = np.ceil(float(inputHeight) / float(strides[1]))
        out_width  = np.ceil(float(inputWidth) / float(strides[2]))
        #
        pad_along_height = ((out_height - 1) * strides[1] + filterHeight - inputHeight)
        pad_along_width = ((out_width - 1) * strides[2] + filterWidth - inputWidth)
        #
        # now get padding
        pad_top,pad_bottom,pad_left,pad_right = getPaddings(pad_along_height,pad_along_width)
        #
        print 'output height', out_height
        print 'output width' , out_width
        print 'total pad along height' , pad_along_height
        print 'total pad along width' , pad_along_width
        print 'pad at top' , pad_top
        print 'pad at bottom' ,pad_bottom
        print 'pad at left' , pad_left
        print 'pad at right' ,pad_right

    elif padding == 'VALID':
        out_height = np.ceil(float(inputHeight - filterHeight + 1) / float(strides[1]))
        out_width  = np.ceil(float(inputWidth - filterWidth + 1) / float(strides[2]))
        #
        print 'output height', out_height
        print 'output width' , out_width
        print 'no padding'


# use like so
getOutputDim (80,80,4,4,[1,1,1,1],'SAME')

总之，“有效”填充意味着没有填充。卷积层的输出大小根据输入大小和内核大小而缩小。

相反，“相同”填充意味着使用填充。当stride设置为1时，卷积层的输出大小保持为输入大小，在计算卷积时在输入数据周围附加一定数量的“0-border”。

希望这个直观的描述能有所帮助。

TensorFlow Convolution的例子概述了SAME和VALID的区别:

对于相同的填充，输出的高度和宽度计算如下: Out_height = ceil(float(in_height) / float(strides[1])) Out_width = ceil(float(in_width) / float(strides[2]))

And

对于VALID填充，输出高度和宽度的计算如下: Out_height = ceil(float(in_height - filter_height + 1) / float(strides[1])) Out_width = ceil(float(in_width - filter_width + 1) / float(strides[2]))

有效填充:这是零填充。希望没有混淆。

x = tf.constant([[1., 2., 3.], [4., 5., 6.],[ 7., 8., 9.], [ 7., 8., 9.]])
x = tf.reshape(x, [1, 4, 3, 1])
valid_pad = tf.nn.max_pool(x, [1, 2, 2, 1], [1, 2, 2, 1], padding='VALID')
print (valid_pad.get_shape()) # output-->(1, 2, 1, 1)

相同填充:首先，这有点难以理解，因为我们必须分别考虑官方文档中提到的两个条件。

假设输入为，输出为，填充为，步幅为，内核大小为(只考虑单个维度)

案例01::

案例02::

被计算为可用于填充的最小值。由于的值是已知的，可以用这个公式求出值。

让我们来做这个例子:

x = tf.constant([[1., 2., 3.], [4., 5., 6.],[ 7., 8., 9.], [ 7., 8., 9.]])
x = tf.reshape(x, [1, 4, 3, 1])
same_pad = tf.nn.max_pool(x, [1, 2, 2, 1], [1, 2, 2, 1], padding='SAME')
print (same_pad.get_shape()) # --> output (1, 2, 2, 1)

这里x的维数是(3,4)那么如果取水平方向(3):

若取垂直方向(4):

希望这将有助于理解实际上相同填充是如何在TF中工作的。

这里W和H是输入的宽和高， F为滤波器维数， P是填充大小(即要填充的行数或列数)

对于相同的填充:

对于有效填充: