Matlab 几种卷积的实现与比较(conv与filter,conv2与filter2)
Matlab 几种卷积的实现与比较(conv与filter,conv2与filter2)
在MATLAB中,可以用函数y=filter(p,d,x)实现差分方程的仿真,也可以用函数 y=conv(x,h)计算卷积。
(1)即y=filter(p,d,x)用来实现差分方程,d表示差分方程输出y的系数,p表示输入x的系数,而x表示输入序列。输出结果长度数等于x的长度。
实现差分方程,先从简单的说起:
filter([1,2],1,[1,2,3,4,5]),实现y[k]=x[k]+2*x[k-1]
y[1]=x[1]+2*0=1
(x[1]之前状态都用0)
y[2]=x[2]+2*x[1]=2+2*1=4
(2)y=conv(x,h)是用来实现卷级的,对x序列和h序列进行卷积,输出的结果个数等于x的长度与h的长度之和减去1。
卷积公式:z(n)=x(n)*y(n)=
∫x(m)y(n-m)dm.
程序一:以下两个程序的结果一样
(1)h = [3 2 1 -2 1 0 -4 0 3]; %
impulse response
x = [1 -2 3 -4 3 2 1]; %
input sequence
y = conv(h,x);
n = 0:14;
subplot(2,1,1);
stem(n,y);
xlabel('Time
index n'); ylabel('Amplitude');
title('Output Obtained by Convolution'); grid;
(2)x1 = [x zeros(1,8)];
y1 = filter(h,1,x1);
subplot(2,1,2);
stem(n,y1);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Output
Generated by Filtering'); grid;
程序二:filter和conv的不同
x=[1,2,3,4,5];
h=[1,1,1];
y1=conv(h,x)
y2=filter(h,1,x)
y3=filter(x,1,h)
结果:y1
= 1
3
6
9
12
9
5
y2
= 1
3
6
9
12
y3
=
1
3
6
可见:filter函数y(n)是从n=1开始,认为所有n<1都为0;而conv是从卷积公式计算,包括n<1部分。
因此filter 和conv 的结果长短不同
程序三:滤波后信号幅度的变化
num=100; %总共1000个数
x=rand(1,num); %生成0~1随机数序列
x(x>0.5)=1;
x(x<=0.5)=-1;
h1=[0.2,0.5,1,0.5,0.2];
h2=[0,0,1,0,0];
y1=filter(h1,1,x);
y2=filter(h2,1,x);
n=0:99;
subplot(2,1,1);
stem(n,y1);
subplot(2,1,2);
stem(n,y2);
MATLAB中提供了卷积运算的函数命令conv2,其语法格式为:
C = conv2(A,B)
C =
conv2(A,B)返回矩阵A和B的二维卷积C。若A为ma×na的矩阵,B为mb×nb的矩阵,则C的大小为(ma+mb-1)×(na+nb-1)。
例:
A=magic(5)
A =
17 24 1 8 15
23 5 7 14 16
4 6 13 20 22
10 12 19 21 3
11 18 25 2 9
>> B=[1 2 1 ;0 2 0;3 1 3]
B =
1 2 1
0 2 0
3 1 3
>> C=conv2(A,B)
C =
17 58 66 34 32 38 15
23 85 88 35 67 76 16
55 149 117 163 159 135 67
79 78 160 161 187 129 51
23 82 153 199 205 108 75
30 68 135 168 91 84 9
33 65 126 85 104 15 27
MATLAB图像处理工具箱提供了基于卷积的图象滤波函数filter2,filter2的语法格式为:
Y = filter2(h,X)
其中Y =
filter2(h,X)返回图像X经算子h滤波后的结果,默认返回图像Y与输入图像X大小相同。例如:
其实filter2和conv2是等价的。MATLAB在计算filter2时先将卷积核旋转180度,再调用conv2函数进行计算。
Fspecial函数用于创建预定义的滤波算子,其语法格式为:
h = fspecial(type)
h = fspecial(type,parameters)
参数type制定算子类型,parameters指定相应的参数,具体格式为:
type='average',为均值滤波,参数为n,代表模版尺寸,用向量表示,默认值为[3,3]。
type=
'gaussian',为高斯低通滤波器,参数有两个,n表示模版尺寸,默认值为[3,3],sigma表示滤波器的标准差,单位为像素,默认值为0.5
Matlab 几种卷积的实现与比较(conv与filter,conv2与filter2)的更多相关文章
- matlab中的卷积——filter,conv之间的区别
%Matlab提供了计算线性卷积和两个多项式相乘的函数conv,语法格式w=conv(u,v),其中u和v分别是有限长度序列向量,w是u和v的卷积结果序列向量. %如果向量u和v的长度分别为N和M,则 ...
- MATLAB中conv2的详细用法 (以及【matlab知识补充】conv2、filter2、imfilter函数原理)
转载: 1.https://blog.csdn.net/jinv5/article/details/52874880 2.https://blog.csdn.net/majinlei121/artic ...
- matlab两种不同模式的并行运算
1.distributed job distributed job是一种比較简单的并行任务.假定用户须要完毕一组作业.各个计算作业之间是独立的.并且相互之间不须要进行数据通信.这意味着各个作 ...
- MATLAB GUI设计(线性卷积和循环卷积的比较--笔记)
原创循环卷积代码,转载需注明出处 线性卷积与循环卷积的比较 实验目的和要求 掌握循环卷积和线性卷积的原理,与理论分析结果比较,加深理解循环卷积与线性卷积之间的关系. 实验内容和步骤 1) 已知两序列X ...
- MATLAB卷积运算(conv、conv2、convn)解释
1 conv(向量卷积运算) 所谓两个向量卷积,说白了就是多项式乘法.比如:p=[1 2 3],q=[1 1]是两个向量,p和q的卷积如下:把p的元素作为一个多项式的系数,多项式按升幂(或降幂)排列, ...
- matlab学习笔记之五种常见的图形绘制功能
分类: 离散数据图形绘制 函数图形绘制 网格图形绘制 曲面图形绘制 特殊图形绘制 本文重点介绍matlab五种图形绘制方法的后三种. 一.网格图形绘制 以绘制函数z=f(x,y)三维网格图为例,下面为 ...
- 卷积(convolution)与相关(correlation)(matlab 实现)
1. 卷积(convolution) 输出 y(n) 是作为在 x(k) 和 h(n−k)(反转和移位)重叠之下的样本和求出的. 考虑下面两个序列: x(n)=[3,11,7,0,−1,4,2],−3 ...
- Deep Learning论文笔记之(四)CNN卷积神经网络推导和实现(转)
Deep Learning论文笔记之(四)CNN卷积神经网络推导和实现 zouxy09@qq.com http://blog.csdn.net/zouxy09 自己平时看了一些论文, ...
- 卷积神经网络CNN介绍:结构框架,源码理解【转】
1. 卷积神经网络结构 卷积神经网络是一个多层的神经网络,每层都是一个变换(映射),常用卷积convention变换和pooling池化变换,每种变换都是对输入数据的一种处理,是输入特征的另一种特征表 ...
随机推荐
- Kernel list_head demo实现
内核中很多地方用到队列,如果每一个数据结构都实现一个双向队列,并针对这些数据结构实现对应的操作,那么代码将会非常冗余,于是内核抽象出了list_head数据结构,并文参考内核中的代码写成,实现了一个l ...
- Redis------Set集合类型
set是string类型的无序集合 类比:你的朋友不能超过2的32次方-1个元素 基本添加删除操作 取并集 取交集 取差集 注意:每个元素的各个元素不能重复 应用场合:qq好友推荐‘ TomFri 的 ...
- Android 内嵌 HTML5 并进行交互
Android与HTML5的交互主要是两个部分, 与HTML5的交互以及与JavaScript的交互, 与HTML5的交互可以通过注册onclick事件转化为与JavaScript的交互 Androi ...
- 开启虚拟机所报的错误:VMware Workstation cannot connect to the virtual machine. Make sure you have rights to run the program, access all directories the program uses, and access all directories for temporary fil
当我们开启虚拟机时出现错误: VMware Workstation cannot connect to the virtual machine. Make sure you have rights t ...
- css改变光标
<span style="cursor:auto"> Auto</span><br /> <span style="cursor ...
- 《Cracking the Coding Interview》——第7章:数学和概率论——题目5
2014-03-20 02:20 题目:给定二维平面上两个正方形,用一条直线将俩方块划分成面积相等的两部分. 解法:穿过对称中心的线会将面积等分,所以连接两个中心即可.如果两个中心恰好重合,那么任意穿 ...
- 《Cracking the Coding Interview》——第7章:数学和概率论——题目3
2014-03-20 02:05 题目:给定笛卡尔二维平面上两条直线,判断它们是否相交. 解法:相交.重合.平行. 代码: // 7.3 Given two lines on the Cartesia ...
- 《Cracking the Coding Interview》——第1章:数组和字符串——题目2
2014-03-18 01:30 题目:反转一个char *型的C/C++字符串. 解法:一头一尾俩iterator,向中间靠拢并且交换字符. 代码: // 1.2 Implement a funct ...
- 导出csv用excel打开后数字不用科学计数法显示(0123456显示123456)
从这儿抄过来的: http://zhejiangyinghui.iteye.com/blog/1149526 最近写了一个生成csv的程序,生成的csv其中有一列数字长度为13位,csv中查看没有问题 ...
- shell之echo and printf
#!/bin/sh _________echo___________#read name #echo "$name It is a test" #read命令从标准的输入中读取一行 ...