【Hackathon 9th No.17、18】 Fix accuracy diff for conv2d_transpose API with NHWC format

[xiaohajiayou]

PR Category

Operator Mechanism

PR Types

Bug Fixes

Description

问题描述

• 5_accuracy/accuracy_gpu_error.txt 中，No.17 paddle.nn.functional.conv2d这个接口所有测试用例都无法复现，可能已经被别人修复？
• 5_accuracy/accuracy_cpu_error.txt 中， No.18 paddle.nn.functional.conv2d_transpose这个接口，同样大多数测试用例无法复现。但少数使用 data_format="NHWC" 且 padding >0 的用例仍存在问题。
• 修复 conv2d_transpose API 在 NHWC 数据格式下的梯度计算错误。当使用 data_format="NHWC" 且 padding > 0 时，反向传播的梯度会出现错误的行偏移，导致梯度传播到错误的位置。

根本原因

问题出现在 paddle/phi/kernels/funcs/im2col_cfo_cpu.h 文件的 im2col_sh1sw1dh1dw1ph1pw1 函数中。NHWC
分支使用了错误的索引计算：

// 错误的代码
im_data[(((oh - plh > 0 ? oh - plh : 0) + kh) * im_width + ...) * im_channels + ic]

当 oh - plh < 0 时（padding 区域），表达式 (oh - plh > 0 ? oh - plh : 0) 会错误地将负索引映射到
0，导致梯度传播到错误的位置。

修复方案：直接计算正确的索引并进行边界检查：

// 修复后的代码
int im_row = oh - plh + kh;
int im_col = kw - plw + kow;
if (im_row >= 0 && im_row < im_height && im_col >= 0 && im_col < im_width) {
    dst_data[...] = im_data[(im_row * im_width + im_col) * im_channels + ic];
} else {
    dst_data[...] = static_cast<T>(0);
}

修改细节的说明：
1. 修改文件: paddle/phi/kernels/funcs/im2col_cfo_cpu.h
2. 修改位置: im2col_sh1sw1dh1dw1ph1pw1 函数中的 4 个 NHWC 分支
3. 修改内容: 将错误的三元运算符索引计算替换为直接计算加边界检查
4. 影响范围: 仅影响 CPU 上 NHWC 格式的 conv2d_transpose 反向传播
5. 新增测试: 添加 TestWithSAMEPad_NHWC 和 TestWithSAMEPadGroups_NHWC 测试用例

单测以及PaddleAPITest回测的结果

单元测试结果：

• 运行 python test_conv2d_transpose_op.py: 195个测试中194个通过（self.assertRaises(AssertionError, error_0_filter_number) 这个断言未通过，但似乎与本问题无关）
• 核心测试 TestWithGroups_NHWC: ✅ 通过
• 新增测试 TestWithSAMEPad_NHWC: ✅ 通过
• 新增测试 TestWithSAMEPadGroups_NHWC: ✅ 通过
• 所有NHWC相关测试均通过，无功能回归

PaddleAPITest回测结果：

• 测试文件: 5_accuracy/accuracy_cpu_error.txt 中所有conv2d_transpose用例
• 修复前: NHWC + padding > 0 的配置失败
• 修复后: 所有测试配置通过

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