计算机视觉-边缘检测

图片分类

一张图片中可能有多个需要识别的物体,会用方框标注他们的位置和类别

例:

给出一张照片,计算机需要从中识别出这是一只猫

一张图片的计算量是较大的,这张图片的尺寸虽然是6464,因为每张图片有3个颜色通道,所以实际的计算量是6464*3=12288。如果处理更大的照片,计算量会更大,特征向量的维度会更大。

风格迁移

用神经网络画一张新的图片,轮廓是第一张图片的,风格采用第二张图片。

边缘检测

卷积如何计算

前几层的可能检测到图片的局部内容,再往后几层检测到图片更大的一部分内容,最后几层可能检测到图片的完整物体

例:

想让计算机识别图片中的物体

1.检测图片中的垂直边缘,比如图片中的栏杆和行人。页可以检测横向边缘

垂直边缘

横向边缘

计算机如何检测

下面是一张6*6的灰度图片

构造3×3的矩阵(过滤器),有的会称为核。

对6×6的图片进行卷积计算,与3×3矩阵卷积,会得到4×4的矩阵。(卷积一般用 * 号表示)

4×4矩阵的第一个格子是把3×3矩阵覆盖在6×6的左上角上,如下图。

(1,1)=3×1

(2,1)=1×1

(3,1)=2×1

用同样的方法得出覆盖处的每一个位置的值,并且把所有值相加,即

3×1+1×1+1+2×1+0×0+5×0+7×0+1×-1+8×-1+2×-1=-5

把-5填到 4×4的第一个位置

4×4的第二个方格

把3×3的矩阵往右移动一个单位。用上面的方法相加得到-4.

4×4 (另外一张图片)后面的数用同样的方法

  • 3×3往右移(如果是计算4×4的(2,1)则将左上角的3×3的矩阵往下移一个单位)
  • 计算6×6覆盖后的每一个方格的值
  • 将每个方格的值相加 得到4×4当前位置的数
    python中用conv_forward

可以做垂直边缘检测的原因

例:

下面图片的左侧是10,代表相对比较亮的像素,右侧是0,代表相对比较暗的像素

在这张图片的垂直线在10到0的正中间

用3×3过滤矩阵卷积后,会得到下面的图片,其中30是由10+10+10得到的

如果把4×4矩阵转为图片是下面的样子,则会显示出中间的垂直边缘。因为这张图片较小,所以垂直边缘明显,如果是大的图片,垂直边缘会更窄

用3×3矩阵卷积,左侧是亮的(1,1,1),中间(0,0,0)不考虑,右边(-1,-1,-1)为灰色

区分正边和负边

下面图片把上面的图片翻转了,左边暗,右边亮。如果用同样的3×3矩阵过滤会得到中间是-30,即由暗转亮的边缘线

其他过滤器

这个矩阵上边亮,下面暗

例:

下面的矩阵通过水平过滤器得到下面的4×4矩阵

其中,橙色框的30是由6×6矩阵的橙色框得到的,可以看到上面亮,下面暗,所以是正值

而4×4矩阵的绿色框中的-30是由6×6矩阵的绿色框矩阵计算得到的,可以看到6×6绿色框中上面暗下面亮,所以是负值

如果图片尺寸大,中的边值会比较小,没有10那么大。

可以使用其他过滤器

优点:增加了中间的权值

可以用于垂直边缘检测,如果反过来可以得到水平边缘检测

矩阵中的所有值都设成参数,让神经网络去学习。可以检测任何角度的边缘

相关推荐
庚昀◟9 分钟前
用AI来“造AI”!Nexent部署本地智能体的沉浸式体验
人工智能·ai·nlp·持续部署
喜欢吃豆22 分钟前
OpenAI Realtime API 深度技术架构与实现指南——如何实现AI实时通话
人工智能·语言模型·架构·大模型
数据分析能量站24 分钟前
AI如何重塑个人生产力、组织架构和经济模式
人工智能
wscats1 小时前
Markdown 编辑器技术调研
前端·人工智能·markdown
AI科技星1 小时前
张祥前统一场论宇宙大统一方程的求导验证
服务器·人工智能·科技·线性代数·算法·生活
GIS数据转换器1 小时前
基于知识图谱的个性化旅游规划平台
人工智能·3d·无人机·知识图谱·旅游
EnoYao2 小时前
Markdown 编辑器技术调研
前端·javascript·人工智能
TMT星球2 小时前
曹操出行上市后首次战略并购,进军万亿to B商旅市场
人工智能·汽车
Coder_Boy_2 小时前
Spring AI 源码大白话解析
java·人工智能·spring
启途AI2 小时前
【深度解析】ChatPPT联动Nano Banana Pro:不止生成风格自由,AI创作编辑全链路解锁
人工智能·powerpoint·ppt