MATLAB卷積運算(conv、conv2)解釋


來源:https://www.cnblogs.com/hyb221512/p/9276621.html

1.conv(向量卷積運算)

所謂兩個向量卷積,說白了就是多項式乘法。
比如:p=[1 2 3],q=[1 1]是兩個向量,p和q的卷積如下:
把p的元素作為一個多項式的系數,多項式按升冪(或降冪)排列,比如就按升冪吧,寫出對應的多項式:1+2x+3x^2;同樣的,把q的元素也作為多項式的系數按升冪排列,寫出對應的多項式:1+x。

卷積就是“兩個多項式相乘取系數”。
(1+2x+3x^2)×(1+x)=1+3x+5x^2+3x^3
所以p和q卷積的結果就是[1 3 5 3]。

記住,當確定是用升冪或是降冪排列后,下面也都要按這個方式排列,否則結果是不對的。
你也可以用matlab試試
p=[1 2 3]
q=[1 1]
conv(p,q)
看看和計算的結果是否相同。

>> p=[1 2 3];
q=[1 1];
conv(p,q)

ans =

1 3 5 3

2.conv2(二維矩陣卷積運算)

語法:
conv2(原圖像,卷積核)

a=[1 1 1;1 1 1;1 1 1];
b=[1 1 1;1 1 1;1 1 1];
>> conv2(a,b)

ans =

     1     2     3     2     1
     2     4     6     4     2
     3     6     9     6     3
     2     4     6     4     2
     1     2     3     2     1

>> conv2(a,b,'valid')

ans =

     9

'valid'就意味着不對原圖像padding.

>> conv2(a,b,'same')

ans =

     4     6     4
     6     9     6
     4     6     4

same的解釋:

卷積的時候需要對卷積核進行180的旋轉,同時卷積核中心與需計算的圖像像素對齊,輸出結構為中心對齊像素的一個新的像素值

>> conv2(a,b,'full')

ans =

     1     2     3     2     1
     2     4     6     4     2
     3     6     9     6     3
     2     4     6     4     2
     1     2     3     2     1

 

 圖中藍色為原圖像,白色為對應卷積所增加的padding,通常全部為0,綠色是卷積后圖片。圖的卷積的滑動是從卷積核右下角與圖片左上角重疊開始進行卷積,滑動步長為1,卷積核的中心元素對應卷積后圖像的像素點。

 

 

 

 

 

 


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