opencv中的Conv2

Posted 2023-02-22

【中文标题】opencv中的Conv2

【英文标题】：Conv2 in opencv

【发布时间】：2017-06-12 05:21:23

【问题描述】：

我正在研究图像处理，需要知道 c++ OpenCV 中 Matlab 的 conv2 等价物。 我找到了this link，但它不符合我的要求。

我面临的问题是我需要用二维双数组对 Mat 图像进行卷积，而上面的链接中没有给出这种情况。

matlab代码为：

img = conv2(img1,Mx,'same')

在哪里

Mx =   
  0, 0, 0, 0, 0, 0 ,   
  0, -0.0003, -0.0035, 0, 0.0035, 0.0003 ,   
  0, -0.0090, -0.0903, 0, 0.0903, 0.0090 , 
  0, -0.0229, -0.2292, 0, 0.2292, 0.0229 ,   
  0, -0.0090, -0.0903, 0, 0.0903, 0.0090 ,   
  0, -0.0003, -0.0035, 0, 0.0035, 0.0003  
;

谢谢。

【参考方案1】：

解决方案

使用 OpenCV 的 filter2D 函数。

代码示例

//initializes matrix
cv::Mat mat = cv::Mat::ones(50, 50, CV_32F); 

//initializes kernel
float  Mx[36] =  0, 0, 0, 0, 0, 0 ,
     0, -0.0003, -0.0035, 0, 0.0035, 0.0003  ,
     0, -0.0090, -0.0903, 0, 0.0903, 0.0090  ,
     0, -0.0229, -0.2292, 0, 0.2292, 0.0229  ,
     0, -0.0090, -0.0903, 0, 0.0903, 0.0090  ,
     0, -0.0003, -0.0035, 0, 0.0035, 0.0003 
;
cv::Mat kernel(6, 6, CV_32F, Mx);

//convolove
cv::Mat dst;
cv::filter2D(mat, dst, mat.depth(), kernel);

【讨论】：

但我听说，Filter2D 做的是相关性，而不是卷积？

否，来自 OpenCV 文档：“filter2D - 将图像与内核卷积。”

但是在同一个文档中，它被给出为：“该函数实际上计算的是相关性，而不是卷积：也就是说，内核不是围绕锚点镜像的。如果你需要一个真正的卷积，使用 flip() 翻转内核并将新锚设置为 (kernel.cols - anchor.x - 1, kernel.rows - anchor.y - 1)。"那怎么办？

【参考方案2】：

这是我的尝试，我不确定它是否准确，但对于极少量的测试数据，它对我有用：

enum Conv2DShape 
    FULL,
    SAME,
    VALID,
;

Mat conv2D( const Mat& input, const Mat& kernel, const Conv2DShape shape )
    Mat flipped_kernel;
    flip( kernel, flipped_kernel, -1 );

    Point2i pad;
    Mat result, padded;

    switch( shape ) 
        case SAME:
            padded = input;
            pad = Point2i( 0, 0 );
            break;

        case VALID:
            padded = input;
            pad = Point2i( kernel.cols - 1, kernel.rows - 1);
            break;

        case FULL:
            pad = Point2i( kernel.cols - 1, kernel.rows - 1);
            copyMakeBorder( input, padded, pad.y, pad.y, pad.x, pad.x, BORDER_CONSTANT );
            break;

        default:
            throw runtime_error("Unsupported convolutional shape");
    

    Rect region = Rect( pad.x / 2, pad.y / 2, padded.cols - pad.x, padded.rows - pad.y);
    filter2D( padded, result , -1, flipped_kernel, Point(-1, -1), 0, BORDER_CONSTANT );

    return result( region );