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Convolution 卷积

\(f,g\)\(\mathbb{R}^n\) 上的可测函数,我们定义他们的卷积为

\[ f*g(x) = \int_{\mathbb{R}^n} f(x-t)g(t)dt = \int_{\mathbb{R}^n} f(t)g(x-t)dt \]

卷积的理解

卷积 Convolution 是什么?
其实我更喜欢他的另一个名字 叠加 Superposition.

参考 奥本海默 信号与系统

\(f*g\) 可以理解为把函数(信号) \(g(x)\) 向右平移 \(t\) 后的 \(f(t)\) 相加。
这个叠加是 线性 的!

卷积的性质

有了 线性叠加 的理解,我们能很直观的看到

Part 1:

祖暅原理

\[ \int_{\mathbb{R}^n} f*g(x) dx = \int_{\mathbb{R}^n} f(t) dt \int_{\mathbb{R}^n} g(t)dt \]

Part 2:

\[ D(f*g) = Df * g = f * Dg \]

\(g\in C^k(\mathbb{R}^n), f\in L^1(\mathbb{R}^n)\),则 \(f*g \in C^k(\mathbb{R}^n)\)