图像的高频和低频

首先说说图像频率的物理意义。图像可以看做是一个定义为二维平面上的信号，该信号的幅值对应于像素的灰度值（对于彩色图像则是RGB三个分量），如果我们仅仅考虑图像上某一行像素，则可以将之视为一个定义在一维空间上的信号，这个信号在形式上与传统的信号处理领域的时变信号是相似的。不过是一个是定义在空间域上的，而另一个是定义在时间域上的。所以图像的频率又称为空间频率，它反映了图像的像素灰度在空间中变化的情况。例如，一面墙壁的图像，由于灰度值分布平坦，其低频成分就较强，而高频成分较弱；而对于国际象棋棋盘或者沟壑纵横的卫星图片这类具有快速空间变化的图像来说，其高频成分会相对较强，低频则较弱（注意，是相对而言）。

举个可能不大恰当的例子：

人眼对图像中的高频信号更为敏感，假如你是一个近视，面对一幅图象，你戴上眼镜，盯紧一个地方看到的是高频分量；摘掉眼镜，眯起眼睛，模模糊糊看到的就是低频分量。

池化操作时在卷积神经网络中经常采用过的一个基本操作，一般在卷积层后面都会接一个池化操作，但是近些年比较主流的ImageNet上的分类算法模型都是使用的max-pooling，很少使用average-pooling，通常来讲，max-pooling的效果更好，虽然max-pooling和average-pooling都对数据做了下采样，但是max-pooling感觉更像是做了特征选择，选出了分类辨识度更好的特征，提供了非线性，根据相关理论，特征提取的误差主要来自两个方面：（1）邻域大小受限造成的估计值方差增大；（2）卷积层参数误差造成估计均值的偏移。一般来说，average-pooling能减小第一种误差，更多的保留图像的背景信息（这里可以理解为average-pooling保留图像的低频信息），max-pooling能减小第二种误差，更多的保留纹理信息（max-pooling更能保留图像的高频信息）。average-pooling更强调对整体特征信息进行一层下采样，在减少参数维度的贡献上更大一点，更多的体现在信息的完整传递这个维度上，在一个很大很有代表性的模型中，比如说DenseNet中的模块之间的连接大多采用average-pooling，在减少维度的同时，更有利信息传递到下一个模块进行特征提取。

但是average-pooling在全局平均池化操作中应用也比较广，在ResNet和Inception结构中最后一层都使用了平均池化。

 

参考：

https://blog.csdn.net/u012193416/article/details/79432668