Для дискретных операций свертки, которые являются наиболее распространенными методами скользящей окрестности (для применения фильтров к изображениям, таким как гауссово, размытие и т. Д.), OpenCV - хорошая библиотека (и для любой задачи обработки изображения).
Вы также должны проверить Numpy , который используется для работы с массивами (например, 2D или 3D изображения) и отлично работает с OpenCV