CNN与FFT协同设计实战 · 课程目录

🧩 风格明快 · 圆润 · 活力 📁 30个课时文件 (01.html ~ 30.html) ⚙️ 点击卡片跳转对应章节

01

课程导论：为什么要把CNN和FFT放在一起？核心思想

协同设计的核心思想与工业价值。

02

数学基础回顾：离散傅里叶变换(DFT)与FFT原理基石

DFT/FFT 原理，奠定频域思维。

03

卷积定理——时域卷积等于频域乘积协同基石

这是协同的基石，时频域桥梁。

04

CNN基础回顾：卷积/池化/全连接计算与参数量回顾

卷积层、池化层、全连接层流程分析。

05

痛点分析：大卷积核计算瓶颈与内存墙瓶颈

传统CNN在大尺寸卷积核下的困境。

06

FFT加速卷积的原理：O(n²)→O(n log n)加速

空间域卷积映射到频域，复杂度骤降。

07

FFT卷积数学推导：补零、循环卷积与重叠保留法推导

补零、循环/线性卷积，重叠保留法。

08

Python实现：NumPy手写FFT卷积对比速度动手

用NumPy实现FFT卷积，与直接卷积对比。

09

PyTorch实现：torch.fft频域卷积层(nn.Module)模块

利用torch.fft封装频域卷积层。

10

边界效应处理：频域卷积边界伪影与填充策略技巧

镜像填充、零填充策略消除伪影。

11

性能对比实验：CIFAR-10大核卷积替换测速实验

FFT卷积替换大核，测速度与精度。

12

Winograd算法简介：与FFT适用场景对比对比

另一种加速小卷积核的方法。

13

混合精度与FFT：FP16频域计算优化

减少显存占用与计算开销。

14

频域注意力机制：FcaNet vs SE模块注意力

在频域做通道注意力，更高效。

15

实战项目一：频域卷积层替换ResNet 3x3项目

构建频域卷积层，替换ResNet观察效果。

16

频域批归一化：BN失效与改进方案BN

为什么BN在频域会失效？频域BN改进。

17

激活函数在频域：ReLU与频域GELU近似激活

ReLU在频域的表现及GELU近似。

18

FFT卷积梯度计算：反向传播与自动求导陷阱梯度

频域梯度计算及自动求导注意事项。

19

频域Dropout：随机屏蔽频率分量正则化正则

在频域进行Dropout作为正则手段。

20

实战项目二：频域MobileNet轻量化部署项目

设计频域MobileNet，ImageNet部署。

21

FFT在语音CNN中的应用：时频图频谱特征语音

时频图作为输入，FFT卷积处理频谱。

22

FFT在雷达信号处理：一维距离像识别雷达

一维距离像识别中的频域卷积加速。

23

硬件部署：GPU/FPGA cuFFT库优化部署

cuFFT库的使用与硬件加速考量。

24

频域剪枝：剪掉不重要频率分量剪枝

在频域中剪枝，减少计算量。

25

频域量化：INT8量化保持精度加速推理量化

对频域权重做INT8量化。

26

实战项目三：端到端频域卷积网络分类项目

自定义数据集上完成分类训练。

27

常见陷阱与调试：数值稳定性/相位/频谱泄漏调试

数值稳定性、相位信息丢失、频谱泄漏。

28

前沿进展：GFNet、AFNO纯频域Transformer前沿

GFNet、AFNO等频域Transformer架构。

29

课程总结：协同设计核心原则与选型总结

何时用FFT、何时用直接卷积。

30

未来展望：光学傅里叶变换与光子计算展望

光学傅里叶变换、光子计算与CNN融合。

⚡ 30章完整目录 · 点击卡片跳转对应章节 (01.html ~ 30.html)