首页
/
每日頭條
/
生活
/
卷積神經網絡識别圖像的基本原理
卷積神經網絡識别圖像的基本原理
更新时间:2026-05-08 10:37:22

在圖像處理任務中,常用拉普拉斯算子對物體邊緣進行提取,拉普拉斯算子為一個大小為3×3的卷積核,中心元素值是8,其餘元素值是−1-1−1

先根據二維卷積算子,構造一個簡單的拉普拉斯算子,并對一張輸入的灰度圖片進行邊緣檢測,提取出目标的外形輪廓。

一、定義一個帶步長和填充的二維卷積算子

# 帶步長和填充的二維卷積算子 import paddle class Conv2D(paddle.nn.Layer): def __init__(self,kernel_size,stride=1,padding=0, weight_attr=paddle.ParamAttr( initializer=paddle.nn.initializer.Constant(value=1.0))): super(Conv2D,self).__init__() self.weight=paddle.create_parameter(shape=[kernel_size,kernel_size], dtype='float32',attr=weight_attr) #步長 self.stride=stride #零填充 self.padding=padding def forward(self,x): new_x=paddle.zeros(shape=[x.shape[0],x.shape[1] 2*self.padding,x.shape[2] 2*self.padding]) new_x[:,self.padding:x.shape[1] self.padding,self.padding:x.shape[2] self.padding]=x u,v=self.weight.shape output_w=int((x.shape[1]-u 2*self.padding)/self.stride 1) output_h=int((x.shape[2]-v 2*self.padding)/self.stride 1) output=paddle.zeros(shape=[x.shape[0],output_w,output_h]) for i in range(output_w): for j in range(output_h): output[:,i,j]=paddle.sum( new_x[:,i*self.stride:i*self.stride u,j*self.stride:j*self.stride v]*self.weight, axis=[1,2]) return output

#測試算子 inputs=paddle.randn([2,8,8]) conv2d_padding=Conv2D(kernel_size=3,padding=1) outputs=conv2d_padding(inputs) print(outputs.shape) conv2d_stride=Conv2D(kernel_size=3,stride=2,padding=1) outputs=conv2d_stride(inputs) print(outputs.shape)

#輸出, #從輸出結果看出,使用3×3大小卷積,padding為1,當stride=1時,模型的輸出特征圖可以與輸入特征圖保持一緻; #當stride=2時,輸出特征圖的寬和高都縮小一倍。 [2, 8, 8] [2, 4, 4]

卷積神經網絡識别圖像的基本原理(97.人工智能使用卷積運算完成圖像邊緣檢測)1

輸出後的長度和寬度計算方式

二、構造一個簡單的拉普拉斯算子,進行圖像邊緣檢測

import matplotlib.pyplot as plt from PIL import Image import numpy as np #讀取圖片灰度圖 img=Image.open("img/catgray.jpg") inputs=np.array(img).astype(np.float32) print(inputs.shape) #設置卷積核 w=np.array([[-1,-1,-1],[-1,8,-1],[-1,-1,-1]],dtype=np.float32) print(w.shape) #創建卷積算子,卷積核為w,步長為1,零填充為1 conv=Conv2D(kernel_size=3,stride=1,padding=1, weight_attr=paddle.ParamAttr(initializer=paddle.nn.initializer.Assign(value=w))) #将圖片轉換為tensor inputs=paddle.to_tensor(inputs) print(inputs.shape) inputs=paddle.unsqueeze(inputs,axis=0) print(inputs.shape) outputs=conv(inputs) outputs=outputs.numpy() print(outputs.shape) #可視化結果 plt.figure(figsize=(8,4)) plt.subplot(121) plt.imshow(img) plt.subplot(122) plt.imshow(outputs.squeeze(),cmap='gray') plt.show()

#輸出的形狀,最後輸出圖像的形狀保持不變 (100, 100) (3, 3) [100, 100] [1, 100, 100] (1, 100, 100)

卷積神經網絡識别圖像的基本原理(97.人工智能使用卷積運算完成圖像邊緣檢測)2

檢測結果

從輸出結果看,使用拉普拉斯算子,目标的邊緣可以成功被檢測出來。

卷積神經網絡識别圖像的基本原理(97.人工智能使用卷積運算完成圖像邊緣檢測)3

卷積神經網絡識别圖像的基本原理(97.人工智能使用卷積運算完成圖像邊緣檢測)4

catgray.jpg

,
Comments
Welcome to tft每日頭條 comments! Please keep conversations courteous and on-topic. To fosterproductive and respectful conversations, you may see comments from our Community Managers.
Sign up to post
Sort by
Show More Comments
推荐阅读
海棠花花語
海棠花花語
1、海棠花花語——溫和、美麗、快樂,也有人說是跟随他人的引導走。2、海棠花的代表意義:遊子思鄉、離愁...
2026-05-08
30cr13是什麼不鏽鋼
30cr13是什麼不鏽鋼
30cr13一般是含碳量比較高的馬氏體不鏽鋼,這種鋼材屬于食品級,主要用于制作餐具和一些高強度的部件,如測量器械、醫用鉗子等。不過30cr13馬氏體不鏽鋼在700℃以下的熱穩定性較差,因此不宜進行焊接。30cr13馬氏體不鏽鋼的強度、硬度和淬透性在鋼材中都屬于佼佼者,同時具有不差的耐蝕性,比較明顯的...
2026-05-08
手機舊膜怎麼去掉
手機舊膜怎麼去掉
手機舊膜撕下來的方法步驟如下:1、要撕掉舊膜首先要做的就是找一個尖銳一點的工具。可以選擇小刀,然後先...
2026-05-08
你說人這東西可信不可信是什麼歌
你說人這東西可信不可信是什麼歌
最近抖音上經常可以你說人這東西可信不可信這句歌詞的背景音樂,不少人覺得很好聽,想要知道聽到你說人這東西可信不可信是什麼歌?誰唱的?歌詞完整版有嗎?下面小編為大家帶來你說人這東西可信不可信歌名及歌詞完整版介紹,感興趣的小夥伴一起來看一下吧。你說人這東西可信不可信是什麼歌這句歌詞來自文夫的《騙子》《騙子...
2026-05-08
甯夏和甘肅是一個省嗎
甯夏和甘肅是一個省嗎
不是。甯夏全稱甯夏回族自治區,甘肅全稱甘肅省,二者都是省級行政單位。甯夏回族自治區總面積6.64萬平方公裡,位于四大地理區劃的西北地區。甘肅省,簡稱甘或隴,是中國的一個省份,位于中國西北地區、黃河上遊,省會為蘭州市。甘肅現轄12個地級市、2個自治州,以及20個市轄區、5個縣級市、57個縣、7個自治縣...
2026-05-08
Copyright 2023-2026 - www.tftnews.com All Rights Reserved