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
- 【转载】C语言itoa()函数和atoi()函数详解(整数转字符C实现)
本文转自: C语言itoa()函数和atoi()函数详解(整数转字符C实现) 介绍 C语言提供了几个标准库函数,可以将任意类型(整型.长整型.浮点型等)的数字转换为字符串. int/float to ...
- 【linux】【指令】systemctl 指令部分解读
systemctl [OPTIONS...] {COMMAND} ... Query or send control commands to the systemd manager. -h --hel ...
- linux基础命令2(ls,cd)
ls:显示文件内的文件和目录 文件的类型: -普通文件 d目录文件(directory) l链接文件(symbolic link file) c 字符设备文件(char) b 块设备文件(block) ...
- 在庫購買管理(MM)
■購買管理■ [購買依頼]ME51N: 登録ME52N: 変更ME53N: 照会 [購買発注]ME21N: 登録ME22N: 変更ME23N: 照会 [見積依頼]ME41: 登録ME42: 変更ME4 ...
- python基础之流程控制、数字和字符串处理
流程控制 条件判断 if单分支:当一个“条件”成立时执行相应的操作. 语法结构: if 条件: command 流程图: 示例:如果3大于2,那么输出字符串"very good" ...
- Diycode开源项目 如何解决InputMethodManager造成的内存泄漏问题
1.内存泄漏的状况及原因 1.1.利用LeakCanary查看内存泄漏的状况 1.2.内存泄漏怎么产生的呢? InputMethodManager.mServicedView持有一个最后聚焦View的 ...
- 15.2,redis发布订阅
发布publish 订阅subscribe Redis 通过 PUBLISH . SUBSCRIBE 等命令实现了订阅与发布模式. 举例1: qq群的公告,单个发布者,多个收听者 发布/订阅 实验 发 ...
- 3 网格 landing page
0.大框架 <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <tit ...
- POJ 3580 SuperMemo 伸展树
题意: 维护一个序列,支持如下几种操作: ADD x y D:将区间\([x,y]\)的数加上\(D\) REVERSE x y:翻转区间\([x,y]\) REVOLVE x y T:将区间\([x ...
- java面试二
技术交流群: 233513714 126.什么是ORM?答:对象关系映射(Object-Relational Mapping,简称ORM)是一种为了解决程序的面向对象模型与数据库的关系模型互不匹配问题 ...