1 2 1 3卷積神經網路筆記 邊緣檢測例項

2021-08-15 21:38:50 字數 1953 閱讀 8105

一.如何在影象中檢測(垂直)邊緣(計算過程):

左圖:灰度影象6*6矩陣,(彩色影象為6*6*3,灰度影象沒有rgb三通道)

中間圖:為檢測圖形垂直邊緣,構建3*3矩陣,稱為過濾器(或核)

卷積的計算過程:4*4矩陣的下標為(1,1)的值如下圖所示:

將3*3矩陣與6*6矩陣相應元素相乘,再相加即可。3*1+1*1+2*1+0*0+5*0+7*0+1*-1+8*-1+2*-1=-5

4*4矩陣的下標為(1,2)的值即將3*3濾波器矩陣向右移:

其他值同樣對3*3濾波器矩陣進行移動 :

如果用python實現這個過程用函式:conv_forward()

二.為什麼上述過程可以做垂直邊緣檢測?

eg1垂直邊緣檢測輸出結果矩陣的含義:

左圖:影象矩陣,【白 灰】,中間有一條垂直的(由淺到深色)過渡線

中間圖:濾波器矩陣 ,視覺化成:【白 灰 黑】

右圖:依據上述方法卷積所得結果。如果當成影象:【灰 白 灰】(矩陣數值越大,亮度越高)

卷積所得矩陣中間是高亮區,對應所檢測影象(左圖)中間有垂直邊緣,但維數與原影象邊緣不同,(檢測到的結果太粗了)原因是維數(6*6)太小了。

eg2垂直邊緣檢測濾波器表示明暗變化:

矩陣左右翻轉,濾波矩陣不便,得到的新矩陣中間值變成負值(原矩陣值得相反數),上圖正值表示從亮到暗過渡,下圖負值表示由暗到亮過渡。如果不想要這種正負提供的資訊,可以將卷積所得到的矩陣取絕對值。

eg3水平邊緣檢測濾波器:

在相應邊緣有明暗變化    1 1 1     -1  -1  -1

卷積所得輸出矩陣數值與輸入矩陣的綠、黃、紫(3*3)矩陣 塊相互對應,輸出矩陣的30,-30分別表示由亮到暗、由暗到亮的變化;10,-10是中間值(對應3*3矩陣塊沒有明顯邊緣變化)。但是當輸入特別大的時候,不會出現10這麼大的中間值。

eg5不同的邊緣檢測濾波器矩陣:

sobel filter :增加中間行權重,也就是影象中間的畫素點,增加結果魯棒性

將垂直邊緣濾波器旋轉90,得到水平邊緣濾波器

eg6 複雜影象的邊緣檢測:

複雜影象的濾波器不再是簡單的垂直或者水平邊緣檢測,可以將濾波器矩陣設定為9個引數,利用深度學習的反向傳播演算法得到濾波器的引數。可以檢測任意角度的邊緣。

《1。卷積神經網路》

1.簡述卷積的基本操作,並分析其與全連線層的區別 答 具有區域性連線和權值共享的特點。卷積操作能夠在輸出資料中大致保持輸入資料的結構資訊 2.在卷積神經網路中,如何計算各層的感受野大小?答 3.卷積層的輸出尺寸 參數量和計算量 答 輸出尺寸 1.簡述分組卷積及其應用場景 答 分組卷積就是將輸入通道和...

卷積神經網路 1 1 卷積核

卷積神經網路中卷積核的作用是提取影象更高維的特徵,乙個卷積核代表一種特徵提取方式,對應產生乙個特徵圖,卷積核的尺寸對應感受野的大小。經典的卷積示意圖如下 5 5的影象使用3 3的卷積核進行卷積,結果產生3 3 5 3 1 的特徵影象。卷積核的大小一般是 2n 1 2n 1 的奇數乘奇數大小 n 1 ...

卷積神經網路 1 1 卷積核

卷積神經網路中卷積核的作用是提取影象更高維的特徵,乙個卷積核代表一種特徵提取方式,對應產生乙個特徵圖,卷積核的尺寸對應感受野的大小。經典的卷積示意圖如下 5 5的影象使用3 3的卷積核進行卷積,結果產生3 3 5 3 1 的特徵影象。卷積核的大小一般是 2n 1 2n 1 的奇數乘奇數大小 n 1 ...