您的位置首页百科知识

卷积运算是啥

卷积运算是啥

在泛函分析中,卷积(卷积)、旋积或摺积(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,表徵函数f与经过翻转和平移与g的重叠部分的累积。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。简单介绍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,作吵态积分:可以证明,关于几乎所有的,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),称为函数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。卷积与傅里叶变换有着密切的关系。利用一点性质,即两函数的傅里叶变换的乘积等于它们卷积后的傅里叶变换升纤源,能使傅里叶分析中许多问题的处理得到简化。由卷积得到的函数f*g一般要比f和g都光滑。特别当g为具有紧支集的光滑函数,f为局部可积时,它们的卷积f*g也是光滑函数。利用这一性质,对于任意的可积函数f,都可以简单地构造出一列逼近于f的光滑函数列fs,这种方法称为函数的光滑化或正则化。卷积的概念还可以推广到数列、测度以及广义函数上去。卷积在工程和数学上都有很多应用:统计学中,加权的滑动平均是一种卷积。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。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。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)做卷积竖陆获得。物理学中,任何一个线性系统(符合叠加原理)都存在卷积。卷积是一种线性运算,图像处理中常见的mask运算都是卷积,广泛应用于图像滤波。castlman的书对卷积讲得很详细。高斯变换就是用高斯函数对图像进行卷积。高斯算子可以直接从离散高斯函数得到:for(i=0;i