Jádro, konvoluční matice nebo maska je při zpracování obrazu malá matice. Používá se k rozostření, doostření, reliéfu, detekci hran a dalším účelům. Toho se dosáhne provedením konvoluce mezi jádrem a obrazem.
V tomto článku se řídíme některými konvencemi –
- Máme konkrétně na mysli 2D konvoluce, které se obvykle aplikují na objekty se 2 maticemi, jako jsou obrázky. Tyto pojmy platí také pro 1D a 3D konvoluce, ale nemusí spolu přímo souviset.
- Při aplikaci 2D konvolucí jako 3X3 konvolucí na obrázky bude mít 3X3 konvoluční filtr obecně vždy třetí rozměr ve velikosti. Tento filtr závisí na počtu kanálů vstupního obrazu (a je mu roven). Na obrázky ve stupních šedi tedy použijeme konvoluční filtr 3X3X1 (počet kanálů = 1), zatímco na barevný obrázek použijeme konvoluční filtr 3X3X3 (počet kanálů = 3).
- Všechny konvoluce budeme označovat jejich prvními dvěma rozměry bez ohledu na kanály. (Dodržujeme předpoklad nulového vycpávání).
Konvoluční filtr prochází přes všechny pixely obrazu tak, že v daném okamžiku provedeme „bodový součin“ konvolučního filtru a pixelů obrazu, abychom dostali jednu konečnou výstupní hodnotu. Děláme to v naději, že váhy (nebo hodnoty) v konvolučním filtru nám po vynásobení s odpovídajícími pixely obrazu dají hodnotu, která nejlépe reprezentuje tyto pixely obrazu. Každý konvoluční filtr si můžeme představit jako extrakci nějaké vlastnosti z obrazu.
Konvoluce se tedy obvykle provádějí s ohledem na tyto dvě věci –
- Většina vlastností v obraze je obvykle lokální. Proto má smysl vzít několik lokálních pixelů najednou a použít konvoluce.
- Většina rysů se může nacházet na více než jednom místě v obraze. To znamená, že má smysl použít jedno jádro v celém obraze a doufat, že se daný rys extrahuje v různých částech obrazu.
Nyní máme k dispozici velikosti konvolučních filtrů jako jeden z hyperparametrů, ze kterých můžeme vybírat. Volit lze mezi menší nebo větší velikostí filtru.
Při výběru velikosti konvolučního filtru je třeba zvážit určité věci – http://bit.ly/2w2Mcf2
.