然后f(t-t₀)就是把f(t)向右移t₀个位置,所以δ(t-t₀)意思就是,t=t₀时函数为无穷大,t≠t₀时为0
所以画出方程式左端两个冲激函数的图形,就是在t₁ t₂两个点有两个向上的无穷大的坐标。
关于卷积的理解,还是用大白话说,冲激函数f(t)=f(t)
δ(t-t₁)f(t) = f(t-t₁),这是公式,对它的理解就是,f(t)卷积t₁点的冲激,相当于把f(t)位移t₁个单位。
所以δ(t-t₁)δ(t-t₂)=δ(t-t₁-t₂)
如果是理解性的想知道这个式子的推算过程,就上面这些大白话。如果考试时,需要题解,就用图形法。把δ(t-t₁)和δ(t-t₂)的图形画出来,用卷积的图解法,就能画出来卷积的结果是δ(t-t₁-t₂)。
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。
functionConvolution();
t=-4:0001:4
e=rectpuls(t-025,15);
plot(t,e),pause
h=tripuls(t-1,2,1);
plot(t,h),pause
s=-8:0001:8
f=conv(e,h);
plot(s,f)
卷积后信号就变长了,如果不想改变信号,改为:f=conv(e,h,'same');在MATLAB中,可以用函数y=filter(p,d,x)实现差分方程的仿真,也可以用函数
y=conv(x,h)计算卷积。
(1)即y=filter(p,d,x)用来实现差分方程,d表示差分方程输出y的系数,p表示输入x的系数,而x表示输入序列。输出结果长度数等于x的长度。
实现差分方程,先从简单的说起:
filter([1,2],1,[1,2,3,4,5]),实现y[k]=x[k]+2x[k-1]
y[1]=x[1]+20=1
(x[1]之前状态都用0)
y[2]=x[2]+2x[1]=2+21=4
(2)y=conv(x,h)是用来实现卷级的,对x序列和h序列进行卷积,输出的结果个数等于x的长度与h的长度之和减去1。
卷积公式:z(n)=x(n)y(n)=
∫x(m)y(n-m)dm
程序一:以下两个程序的结果一样
(1)h
=
[3
2
1
-2
1
0
-4
0
3];
%
impulse
response
x
=
[1
-2
3
-4
3
2
1];
%
input
sequence
y
=
conv(h,x);
n
=
0:14;
subplot(2,1,1);
stem(n,y);
xlabel('Time
index
n');
ylabel('Amplitude');
title('Output
Obtained
by
Convolution');
grid;
(2)x1
=
[x
zeros(1,8)];
y1
=
filter(h,1,x1);
subplot(2,1,2);
stem(n,y1);
xlabel('Time
index
n');
ylabel('Amplitude');
title('Output
Generated
by
Filtering');
grid;
程序二:filter和conv的不同
x=[1,2,3,4,5];
h=[1,1,1];
y1=conv(h,x)
y2=filter(h,1,x)
y3=filter(x,1,h)
结果:y1
=
1
3
6
9
12
9
5
y2
=
1
3
6
9
12
y3
=
1
3
6
可见:filter函数y(n)是从n=1开始,认为所有n<1都为0;而conv是从卷积公式计算,包括n<1部分。
因此filter
和conv
的结果长短不同
程序三:滤波后信号幅度的变化
num=100;
%总共1000个数
x=rand(1,num);
%生成0~1随机数序列
x(x>05)=1;
x(x<=05)=-1;
h1=[02,05,1,05,02];
h2=[0,0,1,0,0];
y1=filter(h1,1,x);
y2=filter(h2,1,x);
n=0:99;
subplot(2,1,1);
stem(n,y1);
subplot(2,1,2);
stem(n,y2);
MATLAB中提供了卷积运算的函数命令conv2,其语法格式为:
C
=
conv2(A,B)
C
=
conv2(A,B)返回矩阵A和B的二维卷积C。若A为ma×na的矩阵,B为mb×nb的矩阵,则C的大小为(ma+mb-1)×(na+nb-1)。
例:
A=magic(5)
A
=
17
24
1
8
15
23
5
7
14
16
4
6
13
20
22
10
12
19
21
3
11
18
25
2
9
>>
B=[1
2
1
;0
2
0;3
1
3]
B
=
1
2
1
0
2
0
3
1
3
>>
C=conv2(A,B)
C
=
17
58
66
34
32
38
15
23
85
88
35
67
76
16
55
149
117
163
159
135
67
79
78
160
161
187
129
51
23
82
153
199
205
108
75
30
68
135
168
91
84
9
33
65
126
85
104
15
27
MATLAB图像处理工具箱提供了基于卷积的图象滤波函数filter2,filter2的语法格式为:
Y
=
filter2(h,X)
其中Y
=
filter2(h,X)返回图像X经算子h滤波后的结果,默认返回图像Y与输入图像X大小相同。例如:
其实filter2和conv2是等价的。MATLAB在计算filter2时先将卷积核旋转180度,再调用conv2函数进行计算。
Fspecial函数用于创建预定义的滤波算子,其语法格式为:
h
=
fspecial(type)
h
=
fspecial(type,parameters)
参数type制定算子类型,parameters指定相应的参数,具体格式为:
type='average',为均值滤波,参数为n,代表模版尺寸,用向量表示,默认值为[3,3]。
type=
'gaussian',为高斯低通滤波器,参数有两个,n表示模版尺寸,默认值为[3,3],sigma表示滤波器的标准差,单位为像素,默认值为05
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