【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

2、y[0] = i ，y[1] = j，y[2] = k

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：

第二步，x[n]乘以y[1]并平移到位置1：

第三步，x[n]乘以y[2]并平移到位置2：

最后，把上面三个图叠加，就得到了x[n]*y[n]：

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
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