计算器
Math Calculator

卷积计算器

计算两个数据序列的离散卷积。免费在线工具,适用于信号处理、数学和工程应用。

输入序列并点击计算

如何计算离散卷积

卷积是一种基本的数学运算,广泛应用于信号处理、图像处理、工程和统计学。离散卷积将两个序列组合在一起,产生第三个序列,表示一个序列的形状如何被另一个修改。我们的免费卷积计算器快速准确地计算两个输入序列的线性(离散)卷积。

两个序列a[n]和b[n]的离散卷积定义为:(a * b)[n] = Σ a[k] × b[n-k],其中求和遍历所有有效索引。实际上,如果序列a的长度为M,序列b的长度为N,则结果卷积的长度为M + N - 1。输出的每个元素通过将一个序列滑过另一个序列、乘以重叠元素并求和来计算。

卷积有许多实际应用:在数字信号处理中,用于滤波信号(滤波器的脉冲响应与输入信号卷积);在图像处理中,与核的卷积执行模糊、锐化和边缘检测;在概率论中,两个概率分布的卷积给出独立随机变量之和的分布;在工程中,卷积描述线性时不变(LTI)系统的输出。

要使用计算器,输入用空格、逗号或分号分隔的数据序列。支持小数值。点击计算查看结果。输出序列显示两个输入的完整离散卷积。此工具非常适合学习信号处理的学生、分析滤波器的工程师、处理数据序列的研究人员以及任何需要快速卷积计算的人。

示例:卷积计算

第一个序列:1 1 1 0 0 0(长度6)。第二个序列:0.5 0.2 0.3(长度3)。卷积长度为6 + 3 - 1 = 8。结果:0.5 0.7 1 0.5 0.3 0.3 0 0。计算: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。以此类推。

常见问题

离散卷积是一种数学运算,它将两个序列(或信号)组合在一起产生第三个序列。它测量一个序列的形状如何被另一个修改。该运算包括将一个序列滑过另一个序列、乘以重叠值并在每个位置求和。
输入用空格、逗号或分号分隔的数字。例如:'1 1 1 0 0 0'或'1, 1, 1, 0, 0, 0'或'0.5; 0.2; 0.3'。支持整数和小数。值的顺序很重要,因为它表示从第一个元素到最后一个元素的序列。
如果第一个序列的长度为M,第二个序列的长度为N,则卷积结果的长度为M + N - 1。例如,6个元素的序列与3个元素的序列卷积产生6 + 3 - 1 = 8个元素的结果。
卷积用于:数字信号处理(滤波、平滑)、图像处理(模糊、锐化、边缘检测)、音频处理(混响、回声效果)、概率论(随机变量之和)、控制系统(系统响应)和多项式乘法。它是理解线性时不变系统的基础。
卷积是可交换的,意味着a * b = b * a。无论您先输入哪个序列,结果都是相同的。但是,在某些情况下,如滤波,一个序列代表信号,另一个代表滤波器的脉冲响应,因此在概念上您可能更喜欢特定的顺序。
是的,我们的卷积计算器完全免费。无需注册或付款。只需输入两个数据序列,点击计算,即可获得即时卷积结果。