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常用卷积公式 卷积

常用卷积公式(卷积公式是什么)

admin admin 发表于2023-01-28 20:13:24 浏览52 评论0

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卷积公式是什么

卷积公式是:z(t)=x(t)*y(t)=∫x(m)y(t-m)dm。这是一个定义式。卷积公式是用来求随机变量和的密度函数(pdf)的计算公式。

卷积定理指出,函数卷积的傅里叶变换是函数傅里叶变换的乘积。即,一个域中的卷积相当于另一个域中的乘积,例如时域中的卷积就对应于频域中的乘积。F(g(x)*f(x)) = F(g(x))F(f(x)),其中F表示的是傅里叶变换。

卷积公式的用法

卷积在工程和数学上都有很多应用:

1、统计学中,加权的滑动平均是一种卷积。

2、概率论中,两个统计独立变量X与Y的和的概率密度函数是X与Y的概率密度函数的卷积。

3、声学中,回声可以用源声与一个反映各种反射效应的函数的卷积表示。

4、电子工程与信号处理中,任一个线性系统的输出都可以通过将输入信号与系统函数(系统的冲激响应)做卷积获得。

5、物理学中,任何一个线性系统(符合叠加原理)都存在卷积。

扩展资料

卷积的应用

在提到卷积之前, 重要的是要提到卷积出现的背景。卷积发生在信号和线性系统的基础上, 也不在背景中发生, 除了所谓褶皱的数学意义和积分 (或求和、离散大小) 外, 将卷积与此背景分开讨论是没有意义的公式。

信号和线性系统, 讨论信号通过线性系统 (即输入和输出之间的数学关系以及所谓的通过系统) 后发生的变化。

所谓线性系统的含义是, 这个所谓的系统, 产生的输出信号和输入信号之间的数学关系是一个线性计算关系。

因此, 实际上, 有必要根据我们需要处理的信号形式来设计所谓的系统传递函数, 那么这个系统的传递函数和输入信号, 在数学形式上就是所谓的卷积关系。

卷积关系的一个重要案例是信号和线性系统或数字信号处理中的卷积定理。

利用该定理, 时域或空间域的卷积运算可以等价于频域的乘法运算, 从而通过使用快速算法, 实现有效的计算, 节省计算成本, 从而节省计算成本。

参考资料来源:百度百科——卷积公式

概率论卷积公式是什么

概率论卷积公式是:

卷积是两个变量在某范围内相乘后求和的结果;离散情况下是数列相乘再求和;连续情况下是函数相乘再积分。

卷积是两个函数的运算方式,就是一种满足一些条件(交换律、分配率、结合律、数乘结合律、平移特性、微分特性、积分特性等)的算子,用一种方式将两个函数联系到一起。

从形式上讲,就是先对g函数进行翻转,相当于在数轴上把g函数从右边翻转到左边去,然后再把g函数平移到n,在这个位置上对两个函数的对应点相乘,然后相加。这就是“卷”的过程。

解析:

从公式的推导过程中可以看出,求解过程中使用了变量替换v = y + x,可以理解为将y轴向上平移了x个单位。

积分上限不再包含x只与z有关。可以理解为将图中那条X + Y = Z变成一条平行与x轴的直线,这样积分的时候所有的上限都是固定的。这是求分布函数的理解。积分就是给定z计算函数曲面在指定区域内的面积。

卷积公式概率论是什么

卷积公式是:z(t)=x(t)*y(t)=∫x(m)y(t-m)dm。这是一个定义式。卷积公式是用来求随机变量和的密度函数(pdf)的计算公式。

注意卷积公式仅在Z与X、Y呈线性关系方可使用,因为小写z书写不方便,故用t代替。

方法就是将y(或x)用x和t表达,替换原密度函数的y,对x(或y)积分,这样就可以消掉x和y,只剩下t。

卷积定理指出,函数卷积的傅里叶变换是函数傅里叶变换的乘积。即,一个域中的卷积相当于另一个域中的乘积,例如时域中的卷积就对应于频域中的乘积。F(g(x)*f(x)) = F(g(x))F(f(x)),其中F表示的是傅里叶变换。

在泛函分析中,卷积、旋积或褶积(英语:Convolution)是通过两个函数f和g生成第三个函数的一种数学算子,表征函数f与g经过翻转和平移的重叠部分函数值乘积对重叠长度的积分。

如果将参加卷积的一个函数看作区间的指示函数,卷积还可以被看作是“滑动平均”的推广。

卷积是两个变量在某范围内相乘后求和的结果。

离散情况下是数列相乘再求和。

连续情况下是函数相乘再积分。

卷积是两个函数的运算方式,就是一种满足一些条件(交换律、分配率、结合律、数乘结合律、平移特性、微分特性、积分特性等)的算子。用一种方式将两个函数联系到一起。

从形式上讲,就是先对g函数进行翻转,相当于在数轴上把g函数从右边翻转到左边去,然后再把g函数平移到n,在这个位置上对两个函数的对应点相乘,然后相加。这就是“卷”的过程。函数翻转,滑动叠加(积分、加权求和)。

有一种学术的说法:卷积是将过去所有连续信号经过系统的响应之后得到的在观察那一刻的加权叠加。
从打板子的例子来看结合前边提到的连续形式f和g的卷积,可以理解为f和g的卷积在n处的值是用来表示在时刻n 遭受的疼痛程度。

f(t)是在说t这一时刻的人打的力度,g(n-t)说的是现在站在n时刻开始统计 这个t时刻打的板子本身的疼痛程度变化成了什么样子。将所有积分计算出来 就可以知道到n时刻这个人有多痛。(至于积分上下限就不能用这个时刻来理解了,毕竟现在无法知道未来。)

不过从这个简单的例子中还是可以窥见一些卷积公式的奥秘,我们知道在实际推导时主要是在推导两个随机变量的和的时候推导出来的。

卷积运算公式是什么

积分运算公式:∫0dx=C(2)=ln|x|+C。积分是微分的逆运算,即知道了函数的导函数,反求原函数。在应用上,积分作用不仅如此,它被大量应用于求和,通俗的说是求曲边三角形的面积,这巧妙的求解方法是积分特殊的性质决定的。

微分在数学中的定义:由函数B=f(A),得到A、B两个数集,在A中当dx靠近自己时,函数在dx处的极限叫作函数在dx处的微分,微分的中心思想是无穷分割。微分是函数改变量的线性主要部分。微积分的基本概念之一。

相关内容解释:

卷积运算是指从图像的左上角开始,开一个与模板同样大小的活动窗口,窗口图像与模板像元对应起来相乘再相加,并用计算结果代替窗口中心的像元亮度值。然后,活动窗口向右移动一列,并作同样的运算。以此类推,从左到右、从上到下,即可得到一幅新图像。

空间域滤波: 以像元与周围邻域像元的空间关系为基础,通过卷积运算实现图像滤波的一种方法。频率域滤波: 对图像进行傅里叶变换,将图像由图像空间转换到频域空间,然后在频率域中对图像的频谱作分析处理,以改变图像的频率特征。

请问卷积公式是什么,最好举例题说明,谢谢

卷积公式是用来求随机变量和的密度函数(pdf)的计算公式。
z(t)=x(t)*y(t)=
∫x(m)y(t-m)dm. 这是一个定义式。
所以你凡是看到写成:x(t)*y(-t)。其实就是让你求∫x(m)y(t-m)dm这个积分。
本质上,这是怎么回事呢?我做一个简单的介绍吧。
已知x,y的pdf,x(t),y(t).现在要求z=x+y的pdf. 我们作变量替显,令
z=x+y,m=x. 雅可比行列式=1.那么,t,m联合密度就是f(z,m)=x(m)y(z-m)*1. 这样,我们就可以很容易求Z的在(z,m)中边缘分布
即fZ(z)=∫x(m)y(z-m)dm..... 由于这个公式和x(t),y(t)存在一一对应的关系。为了方便,所以我们记 ∫x(m)y(z-m)dm=x(t)*y(t)

卷积积分公式是什么

卷积公式是:z(t)=x(t)*y(t)=∫x(m)y(t-m)dm。卷积是分析数学中一种重要的运算。设f(x), g(x)是R1上的两个可积函数,作积分:

可以证明,关于几乎所有的x∈(-∞,∞) ,上述积分是存在的。这样,随着x的不同取值 ,这个积分就定义了一个新函数h(x),称为f与g的卷积,记为h(x)=(f *g)(x)。容易验证,(f *g)(x)=(g *f)(x),并且(f *g)(x)仍为可积函数。这就是说,把卷积代替乘法,L1(R1)1空间是一个代数,甚至是巴拿赫代数。

数学定理:

卷积定理指出,函数卷积的傅里叶变换是函数傅里叶变换的乘积。即,一个域中的卷积相当于另一个域中的乘积,例如时域中的卷积就对应于频域中的乘积。

F(g(x)*f(x)) = F(g(x))F(f(x))。

其中F表示的是傅里叶变换。

这一定理对拉普拉斯变换、双边拉普拉斯变换、Z变换、Mellin变换和Hartley变换(参见Mellin inversion theorem)等各种傅里叶变换的变体同样成立。在调和分析中还可以推广到在局部紧致的阿贝尔群上定义的傅里叶变换。

利用卷积定理可以简化卷积的运算量。对于长度为n的序列,按照卷积的定义进行计算,需要做2n- 1组对位乘法,其计算复杂度为;而利用傅里叶变换将序列变换到频域上后,只需要一组对位乘法,利用傅里叶变换的快速算法之后,总的计算复杂度为。这一结果可以在快速乘法计算中得到应用。