卷积的含义

article/2025/9/12 7:13:09

本文章为学习笔记

学习内容:b站up主王木头学科学的视频从“卷积”、到“图像卷积操作”、再到“卷积神经网络”,“卷积”意义的3次改变

假设一个人在一天中持续不断地吃东西,同时也在消化吃下去的食物,就有这样两条曲线,分别是进食曲线和消化曲线:

 一天中不同时刻所吃的食物在两条曲线上的表示如下:

 当前肚子里剩余食物的量就为右侧米饭、面包、豆腐脑的三个结果的总和。

推广到一般情况:

 每组乘积对应着两个曲线之间的一条连线:

 将上面的卷积公式和积分公式对应起来看:

 卷积的物理意义(第一层):
如果一个系统的输入是不稳定的、输出是稳定的,就可以使用卷积来求系统存量

“卷”的理解:对g(t)进行翻转,如下图:

 下面结合图像卷积操作来做更进一步的理解。

图像卷积操作如下图:

 平滑卷积操作:
将卷积核都设为1/9,对图像处理后的效果如下所示:

 可以看到,这种卷积通过取平均值,能够将某像素点的像素值与它周围的像素点拉近一些,换句话说,周围像素点的值对当前像素点的值造成了影响。

那么,卷积核就规定了周围的像素点以何种程度对当前像素点造成影响。(第二层)

 注意卷积核的翻转:

再进一步,不同的卷积核可以实现对不同的局部特征的提取:

 卷积核就规定了周围的哪些像素点以何种程度对当前像素点造成影响。(第三层)


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