为什么我在同一张图片上得到了 2 个不同的特征图和相同的内核？

Question

我随机取了一个内核，并将其应用到 padding='valid'、stride=(1,1) 的图像上，内核的大小 = (3,3)。

这是正常的图像：

这是应用滤镜后的图像：

然后我把原图旋转了90度，变成了这样：

然后我在这个旋转的图像上应用了相同的过滤器，并将其作为输出：

然后我旋转了这个输出图像，使其旋转与之前的特征图相同。 在我旋转了这个旋转的特征图，并将其与之前的特征图进行比较后，我注意到它们并不相同。

这是两个特征图的图像：

如您所见，它们显然不一样。

这意味着特征图随着输入图像中特征位置的变化而变化。

但是为什么会这样呢？ 例如：假设我们有一个检测“眼睛”的内核，在对位于图像中心的“眼睛”图像训练内核之后，我们给它一个图像，这一次，“眼睛”出现在顶部- 图像的左侧。它仍然会做得很好，因为它会在图像的每个 (5,5) 部分上搜索眼睛（假设内核的大小为 (5, 5)），所以特征出现在哪里并不重要在图片中。

那么，当我们改变输入图像中特征的位置时，为什么特征图会出现在'5'的例子中？

Answer 1

过滤器对旋转不是不变的：对于一个 3×3 像素的窗口，您有 9 个权重来表示窗口中的像素将在输出中表示多少，并且这些对旋转不是不变的。如果旋转内核权重，输出将是相同的。

假设您有一个具有这样权重的内核：

010
000
000

结果是将所有像素移动到底部一个位置。如果旋转图像，应用滤镜并向后旋转，所有像素都会向左移动。