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:2026-04-02 20:33:37

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
暖氣片的接法有幾種
暖氣片的接法有幾種
1、單管串聯方式:單管串聯的特點是材料使用量低、勞動強度相對較弱、改造時間也短些。整個系統的水先經過系統的第一組暖氣片,而後是第二組,第三組……,因此水溫是按照串聯的順序逐漸降低。2、雙管異程并聯:雙管異程并聯的特點是管道行程較短、每一組散熱器均可以單獨控制散熱器前端進回水處加控制閥門)、溫度比較均...
2026-04-02
工程款糾紛訴訟時效多長
工程款糾紛訴訟時效多長
1、我國法律規定,工程欠款的訴訟時效為兩年,從知道或應當知道拖欠行為起算。訴訟時效可以通過一定的主張權利行為得以中斷,中斷後訴訟時效可以重新計算。2、慎重選擇合作夥伴。慎重選擇合作夥伴是非常重要的,合作夥伴的資信能力對承包企業的權利實現是至關重要的,故必須對合作夥伴的情況要有所了解,主要包括合作夥伴...
2026-04-02
布藝沙發氣味大怎麼辦
布藝沙發氣味大怎麼辦
1、為加快清除沙發的異味,可以在沙發周圍放幾個菠蘿。菠蘿不僅可以吸收異味,還能散發出清香的味道,讓客廳氣味清新。除菠蘿以外,桔子、檸檬也具有同樣的功效。2、用檸檬酸浸濕棉球,挂在客廳内或布藝沙發旁邊,也是一種很有效的除味方法。3、市場上有一種祛除布藝沙發的清潔劑,效果也不錯,可以購買回來試試,把清潔...
2026-04-02
如何選購魚缸魚缸什麼牌子好
如何選購魚缸魚缸什麼牌子好
第一、魚缸的大小市場上的魚缸尺寸有很多種,如果擺放的空間比較大的話,那麼可以挑選尺寸較大的魚缸,反之就挑選小型魚缸,如果飼養的魚類比較大的話,那麼魚缸就要深一些。第二、魚缸的外形魚缸的外形也有很多種,比如橢圓形、矩形或不規則形狀,主要是根據家庭的風格來挑選合适的魚缸。第三、魚缸的材質魚缸具有很多種材...
2026-04-02
怎麼養多肉植物
怎麼養多肉植物
1、浸泡晾幹再上盆,盆土多用顆粒土。不管是從哪裡買回來的多肉,都需要把多肉所帶的泥土給清理幹淨,有可能裡面帶有細菌,所以先用多菌靈溶液浸泡10分鐘後晾幹再上盆。盆土可以選用多肉專用土或者自己配置盆土,隻要顆粒土占比比較多,保證排水、透氣性良好就可以了。花盆記得使用帶排水孔的花盆,不要太大或太小,适合...
2026-04-02
Copyright 2023-2026 - www.tftnews.com All Rights Reserved