如何使用 scipy 对图像进行卷积

Question

scipy.signal.convolve和scipy.ndimage.convolve有什么区别？差异：signal 与 ndimage

我做了一个实验，将 one 图像与 one 过滤器进行卷积，但具有两个不同的函数。结果产生了两个完全不同的图像。怎么会这样？

这是我的过滤器：

B = np.full((3,3), -1)
B[1][1] = 8

这是我的结果：

还有一件事：为什么 scipy.ndimage.convolve 比 scipy.signal.convolve 工作得快得多？

另一个问题：scipy.signal.convolve 与 scipy.signal.convolve2d 有何不同？

Answer 1

主要区别似乎在于如何根据参数确定输出的 dtype。

根据您发布的代码，我怀疑您的图像是 dtype uint8 而内核是 int.

import numpy as np
from scipy import signal, ndimage
from scipy.misc import face

bw = face()[..., 0]
filter = np.full((3, 3), -1)
filter[1, 1] = 8

bw.dtype
# dtype('uint8')
filter.dtype
# dtype('int64')

在这种情况下，输出数据类型为：

sig = signal.convolve(bw, filter, 'same')
ndi = ndimage.convolve(bw, filter)
sig.dtype
# dtype('int64')
ndi.dtype
# dtype('uint8')

除此之外和不同的边界条件，结果实际上是相同的：

np.all(sig.astype(np.uint8)[1:-1,1:-1] == ndi[1:-1,1:-1])
# True

可能是因为 uint8 算术溢出，渲染的图像看起来大不相同。