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:2026-09-16 15:30:34

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
今天是王俊凱生日轉發
今天是王俊凱生日轉發
9月21日是王俊凱的生日,從1999到現在王俊凱已經20了,20歲是人生的一個新階段,擁有着重大特殊的含義,在20号淩晨王俊凱就收到了來自世界各地的生日祝福。其中最溫暖,最親切的就是TFBOYS剩下的兩兄弟了。TFBOYS一起走過六年的辛苦...
2026-09-16
逸仙電商上市
逸仙電商上市
造美之道,不忘初心,方得始終。在完美日記品牌誕生四周年之際,被譽為“美妝界奧斯卡”的2021天貓金妝獎正式揭曉,完美日記母公司逸仙電商及旗下品牌共榮獲11項大獎,更将“2021年度最具成長性美妝集團”大獎收入囊中。這不僅是行業的贊譽,更是消...
2026-09-16
感覺到不被理解
感覺到不被理解
感覺到不被理解?感同身受,原意是指感激的心情如同親身受到對方的恩惠一樣(多用來代替别人表示感謝),現在常被用于指雖未親身經曆,但感受就同親身經曆過一般我個人覺得感同身受這個詞隻存在否定句裡面,并且不會出現雙重否定表肯定的情況,今天小編就來聊...
2026-09-16
豆制品有哪些營養素
豆制品有哪些營養素
豆制品的種類有很多,主要有豆漿、豆腐、豆腐幹、豆腐乳、豆豉、毛豆、豆渣、腐竹、油皮等。那不同的豆制品都各有什麼營養呢?下面帶大家了解一下。1、豆漿豆漿能最大限度地保留大豆中的有益成分,包括豆固醇和大豆異黃酮。加入的水量決定了豆漿中的營養成分...
2026-09-16
迷你世界可以當小弟的硫磺弓手
迷你世界可以當小弟的硫磺弓手
迷你世界子從發布以來,就深受廣大玩家喜愛,不僅愛遊戲的畫質,而且更愛遊戲的自由創作。都市、房屋可以按照自己的風格來設計,還可以養各種可愛的小動物、種植各種花草莊稼等,沒有做不到隻有想不到。玩法可是随心所欲,沒有條條框框限制大家想象空間,沒有...
2026-09-16
Copyright 2023-2026 - www.tftnews.com All Rights Reserved