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:2026-06-24 06:06:16

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
水暖毯可以用洗衣機洗嗎
水暖毯可以用洗衣機洗嗎
1、建議手洗,不要機洗。2、水熱毯是用一根根軟管代替了電熱絲。此外,顧家好太太水熱毯配有一個主機,功...
2026-06-24
新買的鍋使用前應該怎麼處理
新買的鍋使用前應該怎麼處理
1、鍋有不粘鍋和鑄鐵鍋。如果是不粘鍋的話,處理就比較簡單,清洗之後,大火燒熱,放水進去煮沸,然後用洗鍋布清洗幹淨即可。2、鑄鐵鍋的話處理方法比較複雜一點。先要用溫水和軟刷子清洗,避免用不鏽鋼擦球或者鋼刷刷洗,以免刮花,引起鐵鍋生鏽。3、洗淨的鍋燒熱,用一塊肥肉擦拭鍋底。一邊開小火燒鍋,一邊用肥肉擦拭...
2026-06-24
如何清洗絨面皮鞋
如何清洗絨面皮鞋
1、清洗:用2份洗潔精、1份醋、50份水溫度30~40℃)配成清洗液,用鞋刷蘸該溶液并仔細刷洗皮鞋的表面。刷洗時注意不要将鞋浸到溶液中,并盡量不要讓皮鞋蘸有過多的溶液。當将皮鞋表面基本洗淨後,再用清水刷洗皮鞋表面1~2次,并将鞋放在陰涼通風處晾至半幹。2、加油:用毛刷将皮革加脂劑或乳化油可從制革廠得...
2026-06-24
曹氏由來
曹氏由來
1、起于黃帝姬姓的後代。公元前1122年,周文王之子,周武王之弟曹振铎被封于曹,建都陶丘,成為始封之君,也就成為曹氏的受姓始祖,曹參、曹操即其後人。2、源于官位。颛顼曾孫吳回之孫安被封在曹國(在今山東菏澤一帶),屬于以國名為氏。相傳颛顼帝有曾孫叫吳回,在帝喾時為火正祝融。吳回的兒子陸終娶鬼方氏的女兒女嬇為妻,生下六個兒子,其五子名安,曹姓,夏禹賜封安為曹官,屬于以官職稱謂為氏。3、古代曹國人來中國
2026-06-24
根據身高看自己适合什麼發型
根據身高看自己适合什麼發型
每次換發型絕對是件苦惱的事,想剪短卻沒勇氣,留長了又覺得乏味,不知道說的是不是你呢?不如就把發型這件事交給身高決定吧,其實不同身高都有最适合的頭發長度,根據骨架和輪廓,選對了能讓你身型比例更好看,也更貼合你的個人氣質,選錯了容易顯矮顯俗氣!快看看你适合哪種發型吧。1、150cm以下Bob頭身材嬌小的...
2026-06-24
Copyright 2023-2026 - www.tftnews.com All Rights Reserved