OpenCV-20卷积操作

一、什么是图像卷积

图像卷积就是卷积在图像上按照滑动遍历像素时不断的相乘求和的过程。

绿色为图片, 黄色为卷积核, 粉色为最终得到的卷积特征。

二、步长

步长就是卷积核在图像上移动的步幅,每次移动一个方格则步幅为1。且一般为1。

若步长越大,则 中间的像素点得不到扫描,最终的图像会更小一点。

三、padding

如果需要保持图片大小不变,我们需要在图片周围填充0.

padding指的就是填充0的层数。

我们可以通过公式计算需要填充的0的圈数。

输入体积大小:H1*W1*D1(分别为高度、宽度和通道数)

四个超参数:Filter数量K; (卷积核数量)

Filter大小F; (一般为基数 3*3, 5*5, 7*7)

步长S;

零填充大小P;

输出体积大小H2 * W2 * D2

H2 = (H1 - F + 2P) / S +1

W2 = (W1 - F + 2P) / S +1

D2 = K

如果要保持卷积之后的图片大小不变,可以得到等式:(N+2P-F+1) = N

从而推导出:P = (F-1) / 2 (默认S=1)

四、卷积核的大小

图片卷积中,卷积核一般为奇数,比如3*3, 5*5, 7*7,原因如下:

1)根据上面padding的公式,如果要保持图片大小不变,采用偶数卷积核的话,比如4*4,将会出现填充1.5圈0的情况。

2)奇数维度的过滤器由中心,便于指出过滤器的位置,即OpenCV卷积中的锚点。

五、卷积案例

使用API---fifter2D(src, ddepth, kernel , dst \[,anchor\[, delta\[, borderType]])

-- ddepth是卷积之后图片的位深,即卷积之后的图片的数据类型,一般为-1,表示与原图一致。

-- kernel 是卷积核的大小,用元组或者ndarray表示,要求数据类型必须为float型。

-- anchor 锚点,即卷积核的中心点,是可选参数,默认是(-1, -1)

-- delta可选参数,表示卷积之后额外加的一个值,相当于线性方程中的偏差,默认为0。

-- borderType 边界类型,一般不设置。

网络上有许多图片处理的卷积核

示例代码如下:

复制代码
import cv2
import numpy as np

dog = cv2.imread("dog.png")

# 卷积核
# kernel = np.ones((5, 5),np.float32) / 25   # 相当于所有点/25取平均值,图片变得模糊
# 尝试其他的卷积核
kernel = np.array([[-1, -1, -1], [-1, 8, -1], [-1, -1, -1]])

# 卷积操作
new_dog = cv2.filter2D(dog, -1, kernel)
cv2.imshow("dog", dog)
cv2.imshow("new_dog", new_dog)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

输出结果如下:

相关推荐
阿童木写作1 分钟前
跨境图片翻译工具多合一,批量图片视频字幕翻译加智能抠图
人工智能·python·音视频·语音识别
科技之门2 分钟前
AI3D从建模到贴图、绑骨和动画的完整流程怎么做?V2Fun完整工作流指南
人工智能·3d·贴图
宇宙第一小趴菜3 分钟前
二、机器学习的应用领域和发展史
人工智能·机器学习
前端开发江鸟9 分钟前
我写过 MCP Server,却一直以为 MCP 只有 Tool
人工智能
天国梦31 分钟前
自习室智能化升级避坑指南:天学网AI智习室方案实测与选型建议
大数据·人工智能
阿里云云原生1 小时前
可用性从 99.9% 跃升至 99.995%:畅捷通如何用 AI 重塑运维底座?
运维·网络·人工智能
ZhengEnCi1 小时前
MoE(Mixture of Experts,混合专家模型)深度解析:从路由机制到专家专业化的迷思
人工智能
shxjnpl1 小时前
Qwen3-ASR 从 PyTorch 迁移到 vLLM:一次信创环境下的推理路径改造实录
人工智能·pytorch·vllm
阿童木写作2 小时前
Python实现Temu图片批量翻译自动化教程
运维·人工智能·python·自动化
冬奇Lab3 小时前
代码库知识库系列(06):把调用图编码进 Embedding——结构增强有效,但不够
人工智能