計算機
Math Calculator

畳み込み計算機

2つのデータシーケンスの離散畳み込みを計算します。信号処理、数学、工学アプリケーション用の無料オンラインツール。

シーケンスを入力して計算をクリック

離散畳み込みの計算方法

畳み込みは、信号処理、画像処理、工学、統計学で広く使用される基本的な数学演算です。離散畳み込みは、2つのシーケンスを組み合わせて、一方のシーケンスの形状が他方によってどのように変化するかを表す3番目のシーケンスを生成します。無料の畳み込み計算機は、2つの入力シーケンスの線形(離散)畳み込みを迅速かつ正確に計算します。

2つのシーケンスa[n]とb[n]の離散畳み込みは次のように定義されます:(a * b)[n] = Σ a[k] × b[n-k]、ここで和はすべての有効なインデックスについて取られます。実際には、シーケンスaの長さがM、シーケンスbの長さがNの場合、結果の畳み込みの長さはM + N - 1になります。出力の各要素は、一方のシーケンスを他方にスライドさせ、重なり合う要素を乗算し、積を合計することで計算されます。

畳み込みには多くの実用的な応用があります:デジタル信号処理では、信号のフィルタリングに使用されます(フィルタのインパルス応答が入力信号と畳み込まれます);画像処理では、カーネルとの畳み込みがぼかし、シャープ化、エッジ検出を実行します;確率論では、2つの確率分布の畳み込みが独立した確率変数の和の分布を与えます;工学では、畳み込みは線形時不変(LTI)システムの出力を記述します。

計算機を使用するには、スペース、カンマ、またはセミコロンで区切られたデータシーケンスを入力します。小数値がサポートされています。計算をクリックして結果を確認します。出力シーケンスは、2つの入力の完全な離散畳み込みを示します。このツールは、信号処理を学ぶ学生、フィルタを分析するエンジニア、データシーケンスを扱う研究者、迅速な畳み込み計算が必要な方に最適です。

例:畳み込み計算

最初のシーケンス: 1 1 1 0 0 0(長さ6)。2番目のシーケンス: 0.5 0.2 0.3(長さ3)。畳み込みの長さは6 + 3 - 1 = 8です。結果: 0.5 0.7 1 0.5 0.3 0.3 0 0。計算: 位置0: 1×0.5 = 0.5。位置1: 1×0.2 + 1×0.5 = 0.7。位置2: 1×0.3 + 1×0.2 + 1×0.5 = 1。各位置について同様に続きます。

よくある質問

離散畳み込みは、2つのシーケンス(または信号)を組み合わせて3番目のシーケンスを生成する数学演算です。一方のシーケンスの形状が他方によってどのように変化するかを測定します。この演算は、一方のシーケンスを他方にスライドさせ、重なり合う値を乗算し、各位置で積を合計することを含みます。
スペース、カンマ、またはセミコロンで区切って数字を入力します。例:'1 1 1 0 0 0'または'1, 1, 1, 0, 0, 0'または'0.5; 0.2; 0.3'。整数と小数の両方がサポートされています。値の順序は、最初の要素から最後の要素までのシーケンスを表すため重要です。
最初のシーケンスの長さがM、2番目のシーケンスの長さがNの場合、畳み込み結果の長さはM + N - 1になります。例えば、6要素のシーケンスと3要素のシーケンスの畳み込みは、6 + 3 - 1 = 8要素の結果を生成します。
畳み込みは次の分野で使用されます:デジタル信号処理(フィルタリング、平滑化)、画像処理(ぼかし、シャープ化、エッジ検出)、オーディオ処理(リバーブ、エコー効果)、確率論(確率変数の和)、制御システム(システム応答)、多項式の乗算。線形時不変システムを理解するための基礎です。
畳み込みは可換であり、a * b = b * aを意味します。どのシーケンスを最初に入力しても結果は同じです。ただし、フィルタリングなどの一部のコンテキストでは、一方のシーケンスが信号を表し、他方がフィルタのインパルス応答を表すため、概念的に特定の順序を好む場合があります。
はい、畳み込み計算機は完全に無料です。登録や支払いは不要です。2つのデータシーケンスを入力し、計算をクリックするだけで、即座に畳み込み結果が得られます。