【小波变换】【卷积】卷积的物理意义

转自知乎:https://www.zhihu.com/question/22298352?rf=21686447

解释1

也谈卷积,假如你被别人打了一拳,这一拳会在1小时疼痛消失[这一拳轻重不同,所以虽说都在一个小时消失,但是在1个小时内感觉的疼痛也不一样。设最轻(注意)的一拳在一小时内的疼痛感觉函数为h(t),二倍的最轻力度打你,疼痛感就是2h(t)对吧,f(n)倍最轻力度,就是f(n)h(t)了吧],当别人在一小时内在第一秒,第二秒,第三秒…..第六十秒……动武时,可设f(n)为每次的轻重函数,这就是说在0到2小时内你会感觉疼,那么在这0到2小时的任意一个时刻的疼痛程度Y(t)怎么表示呢?(自己先可以算一下,算出来的话下面的就不用看啦)——肯定是每拳的疼痛效果叠加啦既0到n的f(n)h(t-n)相加,如f(1)h(t-1)+f(2)h(t-2)……,当n很小时,为0.00000001时,就用积分符号啦。n次抽象为τ就是我们平时的f(t)与h(t)的卷积啦!



解释2

1、已知x[0] = a,x[1] = b,x[2] = c
《【小波变换】【卷积】卷积的物理意义》
2、y[0] = i ,y[1] = j,y[2] = k
《【小波变换】【卷积】卷积的物理意义》
3、下面通过演示求x[n]*y[n]的过程,揭示卷积的物理意义。
第一步,x[n]乘以y[0]并平移到位置0:
《【小波变换】【卷积】卷积的物理意义》
第二步,x[n]乘以y[1]并平移到位置1:
《【小波变换】【卷积】卷积的物理意义》
第三步,x[n]乘以y[2]并平移到位置2:
《【小波变换】【卷积】卷积的物理意义》
最后,把上面三个图叠加,就得到了x[n]*y[n]:
《【小波变换】【卷积】卷积的物理意义》

简单吧?无非是
平移(没有反褶!)、叠加。

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从这里,可以看到卷积的重要的物理意义是:一个函数(如:单位响应)在另一个函数(如:输入信号)上的
加权叠加。

重复一遍,这就是卷积的意义:
加权叠加

对于线性时不变系统,如果知道该系统的单位响应,那么将单位响应和输入信号求卷积,就相当于把输入信号的各个时间点的单位响应 加权叠加,就直接得到了输出信号。

作者:张俊博

链接:https://www.zhihu.com/question/22298352/answer/34267457

来源:知乎

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