Una matrice di convoluzione è una matrice quadrata (spesso di dimensioni dispari) utilizzata nell'ambito dell'elaborazione delle immagini e dei segnali per eseguire operazioni di convoluzione su un'immagine. Questa matrice viene anche chiamata kernel o filtro. Essenzialmente, è un piccolo insieme di valori numerici disposti in una griglia che vengono applicati attraverso l'operazione di convoluzione a un'immagine o a un segnale per eseguire operazioni come sfocatura, rilevamento di bordi, nitidezza, e altri effetti. Ogni valore nella matrice di convoluzione rappresenta il peso o l'importanza di un determinato punto nell'immagine di input durante il processo di convoluzione. Quando la matrice di convoluzione scorre sull'immagine di input, i valori vengono moltiplicati con i valori corrispondenti dell'immagine e sommati per ottenere il nuovo valore dell'immagine di output dopo la convoluzione. Ad esempio, se si vuole eseguire un'operazione di sfocatura su un'immagine, potrebbe essere utilizzata una matrice di convoluzione in cui i valori sono più bassi al centro e gradualmente aumentano man mano che ci si allontana dal centro. Questa matrice di convoluzione, applicata tramite l'operazione di convoluzione sull'immagine, sfoca l'immagine di input. Le matrici di convoluzione sono strumenti fondamentali in molte applicazioni di elaborazione delle immagini e dei segnali poiché permettono di eseguire una vasta gamma di trasformazioni e filtraggi in modo efficiente e controllato.