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信号与系统实验七 连续LTI系统复频域分析

拉普拉斯变换是变量t函数至变量s函数一种映射变换,拉普拉斯正,变换式可分别表示如下:  运用MATLAB进行拉普拉斯变换调用格式是:  复频域分析法中,拉普拉斯变换可以采用部分分式展开法和直接拉普拉斯变换法...(2)直接拉普拉斯变换法 经典拉普拉斯变换分析法﹐即先从时域变换到复频域,在复频域经过处理后,再利用拉普拉斯变换从复频域变换到时域,完成对时域问题求解。...函数表达式 ft=ilaplace(Fs)%用ilaplace函数求拉普拉斯变换 %结果如下: >> test ft = 5*exp(-t) - 5*exp(-2*t) + 4*dirac(1...title('零极点图'); [k p]=residue(b,a) Hs=30*(s+2)*(s-1)/(s+1)*(s+3)*(s-2);%定义系统函数方程 Ht=ilaplace(Hs)%求Hs拉普拉斯变换得其时域表达式...,掌握了通过laplace函数实现函数拉普拉斯变换,还有通过部分分式展开发和直接拉普拉斯变换法实现求拉普拉斯变换,掌握了ilaplace命令求反变换,还有利用命令residue求待定系数和极点方法

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学界 | 为什么数据科学家都钟情于最常见正态分布?

高斯分布(Gaussian distribution),也称正态分布,最早由A.棣莫弗在求二项分布渐近公式中得到。C.F.高斯在研究测量误差时从另一个角度导出了它。...P.S.拉普拉斯和高斯研究了它性质。是一个在数学、物理及工程等领域都非常重要概率分布,在统计学许多方面有着重大影响力。...高斯概率分布数学表达式 在自然现象中随处可见 所有模型都是错,但有些是有用 —George Box 正在扩散粒子位置可以用正态分布来描述 正态分布有极其广泛实际背景,生产与科学实验中很多随机变量概率分布都可以近似地用正态分布来描述...一般来说,如果一个量是由许多微小独立随机因素影响结果,那么就可以认为这个量具有正态分布。...万变不离其宗 与其他很多分布不同,正态分布进行适当变换之后,仍是正态分布。

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    数字图像处理之图像分割算法

    图像分割 图像分割就是把图像分成若干个特定具有独特性质区域并提出感兴趣目标的技术和过程。...2、二阶微分算子: Laplacian算子 拉普拉斯算子是最简单各向同性微分算子,具有旋转不变性。一个二维图像函数拉普拉斯变换是各向同性二阶导数,定义为 ? 离散形式: ?...这就是高斯拉普拉斯算子(Log)。 高斯函数: ? 这个公式表示是平滑函数。如果此函数和图像进行卷积,则图像会变得模糊,且模糊程度是由σ决定。 Log算子表达式如下: ?...使用霍夫变换线检测 霍夫变换是图像处理中从图像中识别几何形状基本方法之一,应用很广泛,也有很多改进算法。主要用来从图像中分离出具有某种相同特征几何形状(如,直线,圆等)。...区域分离和聚合 这个操作是区域生长操作,是将图像中区域分离或合并这些区域。将图像连续地细分为越来越小象限区域,直到无法进一步合并时候停止分离。这种方法也称作四叉树。 ?

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    揭秘:为什么数据科学家都钟情于这个“错误正态分布?

    高斯分布(Gaussian distribution),也称正态分布,最早由A.棣莫弗在求二项分布渐近公式中得到。C.F.高斯在研究测量误差时从另一个角度导出了它。...P.S.拉普拉斯和高斯研究了它性质。是一个在数学、物理及工程等领域都非常重要概率分布,在统计学许多方面有着重大影响力。...当μ = 0,σ = 1时正态分布是标准正态分布。 ? ▲高斯概率分布数学表达式 01 在自然现象中随处可见 所有模型都是错,但有些是有用 ——George Box ?...一般来说,如果一个量是由许多微小独立随机因素影响结果,那么就可以认为这个量具有正态分布。...万变不离其宗: 与其他很多分布不同,正态分布进行适当变换之后,仍是正态分布。

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    在图像傅里叶变换中,什么是基本图像_傅立叶变换

    在不同研究领域,傅里叶变换具有多种不同变体形式,如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。 傅立叶变换属于调和分析内容。”分析”二字,可以解释为深入研究。...正弦基函数是微分运算本征函数,从而使得线性微分方程求解可以转化为常系数代数方程求解.在线性时不变物理系统内,频率是个不变性质,从而系统对于复杂激励响应可以通过组合其对不同频率正弦信号响应来获取...,就是函数空间,即函数空间也是一个集合;拉普拉斯变换“定义域”,就是函数空间,可以说,拉普拉斯变换就是一种处理函数函数。...由于拉普拉斯变换定义得相当巧妙,所以它就具有一些奇特特质),而且,这是一种一一对应关系(只要给定复频域收敛域),故只要给定一个时域函数(信号),它就能通过拉普拉斯变换变换到一个复频域信号(不管这个信号是实信号还是复信号...而且,(可以很方便地)对求解结果进行拉普拉斯变换从而得到原微分方程解)。

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    傅里叶变换公式整理,意义和定义,概念及推导

    ,信号是不能通过有限个周期函数相加而确定这样会有很大误差,无法得到完整近似值,于是我们便用无限周期函数来对其近似 由此就可以看出傅里叶变换是一种时域与频域转换关系。...根据幅度和相位可以利用变换恢复信号波形,因此幅度和相位包含了信号全部信息。这里幅度关于频率函数,我们称之为频谱,相位关于频率函数,称之为相位谱。...对于非周期信号,我们不能简单地将它展开为可数个正弦波叠加,但是可以利用傅里叶变换展开为不可数正弦波叠加,其表达式可以通过简单得到。...在一个通信系统或者信号处理系统中,无限带宽信号是无法处理,而且一般接受信号期间都会有一定带宽,所以这是对实际中信号一种理想假设。...为什么DFT这么重要呢,因为计算机要有效地对一般信号做傅里叶变换,都是用DFT来实现,除非信号具有简单解析表达式

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    【GCN】万字长文带你入门 GCN

    1.1 Translational Invariance 刚刚提到 CNN 之所以可以应用到图像而无法应用到图网络中主要是因为图像具有「平移不变形(translational invariance)」,...拉普拉斯谱分解具有以下几点性质: 由于拉普拉斯矩阵以每行(列)元素之和为零,因此拉普拉斯矩阵至少有一个特征值为 0,对应特征向量 ,且满足: 。...3.2 Graph Convolution 现在有了图傅立叶变换,又有了离散卷积操作,那么我们想:既然无法直接在空域进行卷积,可否将图信号映射到频域后再做卷积操作。...这个表达式拉普拉斯多项式中一个 k 阶近似函数,依赖于节点 「k 阶邻域」(走 k 步能到邻居),时间复杂度与边呈线形相关。...我们知道归一化拉普拉斯矩阵特征值区间为 [0, 2],进一步近似 ,所以我们有新表达式: 其中, 为切比雪夫系数向量,是仅有的两个参数。

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    【GCN】万字长文带你入门 GCN

    1.1 Translational Invariance 刚刚提到 CNN 之所以可以应用到图像而无法应用到图网络中主要是因为图像具有「平移不变形(translational invariance)」,...拉普拉斯谱分解具有以下几点性质: 由于拉普拉斯矩阵以每行(列)元素之和为零,因此拉普拉斯矩阵至少有一个特征值为 0,对应特征向量 ,,,。。。 ,且满足: 。...3.2 Graph Convolution 现在有了图傅立叶变换,又有了离散卷积操作,那么我们想:既然无法直接在空域进行卷积,可否将图信号映射到频域后再做卷积操作。...这个表达式拉普拉斯多项式中一个 k 阶近似函数,依赖于节点 「k 阶邻域」(走 k 步能到邻居),时间复杂度与边呈线形相关。...我们知道归一化拉普拉斯矩阵特征值区间为 [0, 2],进一步近似 ,所以我们有新表达式: 其中, , 为切比雪夫系数向量,是仅有的两个参数。

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    理解图傅里叶变换和图卷积

    想象一个没有环路或多个边缘结构加权无向图。图傅里叶变换是一种数学运算,它强调了图上存在信号变换。在信号维数等于1情况下,这个概念变得特别具有说明性。...图拉普拉斯算子 为了理解图傅里叶变换,我们将开始一个基本探索,首先介绍图拉普拉斯变换。这个关键概念是揭示图形固有频率特性基石。...图拉普拉斯量记为L,定义为: 在这个等式中,A表示邻接矩阵,它编码了图中节点之间连接,D表示度矩阵,捕获每个节点度。 由于D和A是实对称矩阵,因此图拉普拉斯矩阵也具有实对称矩阵性质。...这一关键步骤是图傅里叶变换先驱,解锁了一种强大方法来揭示嵌入在图结构数据中频率特征。 图傅里叶变换 我们已经建立了拉普拉斯二次形作为信号频率指示器,其中二次形值越大表示频率越高。...利用卷积定理可以推导图卷积一个间接定义: 对图形信号进行傅里叶变换。 将变换信号与一个可学习权重向量相乘。 对元素积进行傅里叶变换,得到图卷积输出。

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    贝叶斯后验频率解释

    分析样本数量 N 很大时后验分布渐近形式——这是研究贝叶斯推理常用方法。然后,我展示了一般理论如何适用于高斯族简单情况。...理论:大 N 渐近情况 等式 1 中后验分布对数可以重新表述为 等式 2 中常数(相对于 θ)仅对后验概率分布归一化很重要,并不影响它作为 θ 函数变化。...拉普拉斯分布 这是第二种情况,一个具有单位均值拉普拉斯分布作为真实分布: 在这种情况下,q不属于参数族,但它仍然有一个有限均值和方差。根据理论后验分布应该集中在参数族上q伪投影参数θ*附近。...MAP估计收敛于一个系统上不同于真实分布q分布(图2,右),这是因为我们在高斯分布中搜索拉普拉斯分布!这本质上是任何参数统计方法一个问题:如果你在错误地方搜索,你就找不到正确分布!...最坏情况是当q与参数族中任何分布相差太大时:在这种情况下,后验分布是无法提供任何信息

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    数字图像处理学习笔记(十四)——频域图像增强(图像频域分析)

    上图所示是: 圆环具有半径5,15,30,80和230个像素 图像功率为92.0%,94.6%,96.4%,98.0%和99.5% 此举例说明结论: ①90%以上功率(能量)集中在半径小于5圆周内...理想低通滤波器具有振铃现象 ? 1.2 巴特沃思低通滤波器 n阶巴特沃思低通滤波器(BLPF)定义如下 ? ? ? 为截至频率距原点距离,D(u,v)是点(u,v)距原点距离。...因此采用高通滤波器让高频成分通过,使低频成分削弱,再经逆傅立叶变换得到边缘锐化图像 频率域锐化滤波器主要有: 理想高通滤波器 巴特沃思高通滤波器 高斯高通滤波器 频率域拉普拉斯算子 钝化模板、高频提升滤波和高频加强滤波...空间域拉普拉斯算子过滤后图像可由计算 ? 傅里叶变换得到 ? 傅里叶变换对表示空间域拉普拉斯算子和频率域双向关系 ?...高频滤波后图像,其背景平均强度减小到接近黑色(因为高通滤波器滤除了傅里叶变换零频率成分:F(0,0)=0) 解决办法:把原始图像加到过滤后结果中,如拉普拉斯算子增强,这种处理称为高频提升过滤。

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    EEGERP研究中使用头皮表面拉普拉斯算法问题和考虑

    SL(表面拉普拉斯变换变换所有基本方面)。...3 常见表面拉普拉斯问题 尽管人们意识到表面拉普拉斯算法在理论上优势,首先是它独立于脑电图记录参考,并且能够增强脑电图信号空间信息(即高分辨率EEG),但该领域一直存在局限使得这些方法无法得到广泛和系统应用...,我们无法得出结论(也就是说,没有直接交叉测量比较)。...本教程综述中概述注意事项表明,表面拉普拉斯变换空间高通特性可以通过使用具有适当弹性和正则化参数选择球面样条来适应研究目标(参考图8,9,15)。...在通过限制计算错误相关负波试次数来降低信噪比后,发现表面拉普拉斯函数比相应表面电位函数得到更好结果。

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    Matlab滤波器设计:Z变换与Z逆变换原理及Matlab实现代码

    Z变换在离散时间信号与系统中地位相当于拉普拉斯变换在连续时间信号与系统中地位。它可以求解常系数差分方程,进而估算一个线性时不变系统响应及线性滤波器设计。...一、Z变换数学表述方法及Matlab实现代码 1、Z变换数学表述方法 对于连续时间信号 x(t) ,其拉普拉斯变换为 X(s) ,即 x(t) \leftrightarrow X(s) 。...为了进一步简化数学表示,得到如下数学变换, z=e^{sT_s} \ \ 或者 \ \ z^{-1}=e^{-sT_s} \tag{2} 进而得到Z变换数学表达式: X(z) = \sum_{-\...infty}^\infty x(n)z^{-n} \tag{3} 其中具有如下关系: X(z)|_{z=e^{sT}} = X(e^{sT}) = X_A(S) \tag{4} 此时就从连续系统拉普拉斯变换转换为离散系统...Z变换,因此,Z变换就是离散系统拉普拉斯变换

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    图像特征点匹配算法_bf模式匹配算法

    所以可以用一个尺度空间来表示距离和大小相互关系。 02 尺度空间 Koenderink[2]等人用精准数学形式通过不同途径都证明了高斯核实实现尺度变换唯一变换核。...03 高斯尺度空间特性 高斯核作为唯一具有线性尺度不变变换核,由于我们在很多图像处理中应用高斯核,例如高斯模糊核等,所以高斯核具有相关主要特性将在下面介绍。...尺度伸缩不变性 假设有两个信号有一定伸缩变换关系如下式: {f\left( x \right) = {f^{‘}}\left( {sx} \right)} 则它们各自尺度空间表达式为: $$...,而我们通过拉普拉斯求得某个点在尺度空间遍历峰值,我们就认为这个尺度就是该物体尺度。...闲在写了个公众号《算故为法》,本公众号其实主打夯实基础,也许后期后做些视野型文章写些关注发展前言,本公众号将分享和梳理基础理论知识,也许有错误地方,也请同行多指点。

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    ICML 2019 | SGC:简单图卷积网络

    这意味着,在 k 层之后,每一个节点将从它所有 k 阶邻居节点获取特征信息,这种效果类似于卷积神经网络,GCN深度增加可以增加内部特征接受域。...将上述简化后GCN表达式进行简化就得到了SGC: 观察上式可知,SGC由一个固定特征提取/平滑部分 \bar{X}=S^{K}X 和一个线性逻辑回归分类器 组成。...拉普拉斯矩阵特征分解允许我们在图域上定义傅立叶变换,其中特征向量表示傅立叶模,特征值表示图频率。...3.1 引文/社交网络 数据集: 引文网络实验结果: 社交网络实验结果: 根据表2和表3结果,作者认为SGC具有很强竞争力。...图3中给出了Pubmed和Reddit数据集上SGC与其他模型训练时间对比: 在大型图(例如Reddit)上,由于内存需求过大,GCN无法被训练。

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    两类重要积分变换

    本文主要是推导和举例傅里叶变换拉普拉斯变换两种最常见变换过程 傅里叶变换 傅里叶积分公式 说到傅里叶变换就必须要推一个公式即傅里叶积分公式,推导过程严重依赖高等数学上一类级数——傅里叶级数。...以及 函数族作为基础函数求和式,而傅里叶级数基础函数则变成了三角函数,由于三角函数具有周期性特性,所以傅氏级数能更加好解决诸如矩形波、简谐波等具有周期特性复杂函数。...亦然,故此时 n都约定俗称为自然数 引入欧拉公式 这个公式可以由sinx泰勒展开级数,cos泰勒展开级数以及 泰勒展开级数分别代入即可得到 所以有 得到了三角函数表达式后就可以带入上面的...表达式啦,所以 这里令 由上面推导 , 公式有 故有 代入n=0,其实就是 表达式,更一般地,若令 ,一样可以推理出 观察可知,只取决于n,故写在一起有: 其中...,这样一来就把导数去掉了,但是有个条件是微分方程自变量定义域是R才行,这也是该变换一个局限,但是一般现实生活中比方说时间t是不可能为负,为了解决这个场景问题,引入了拉普拉斯变换 拉普拉斯变换 傅氏变换需要满足在

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    统计学学术速递

    这一问题在具有部分信息决策设置中更加严重,使用错误先验可能导致较差探索和较差性能。...该算法在不需要精确调整重要超参数情况下,对凸优化问题几何结构具有自适应性。我们建立了几乎确定收敛性和渐近正态各种估计兴趣是由这个随机高斯-牛顿算法。...我们还分析了在目标函数不具有强凸性情况下,它们对于期望二次风险渐近收敛速度。...Wisconsin-Madison, University of California, San Diego 链接:https://arxiv.org/abs/2107.05582 摘要:Forster变换是将分布转化为具有良好集中特性分布操作...我们一致置信带在多项式误差率下渐近具有正确覆盖概率,可以用来推断ITE分布形状。

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    opencv+Recorder︱OpenCV 中 Canny 边界检测+轮廓、拉普拉斯变换

    . ---- 四、拉普拉斯变换 1、理论以及opencv函数 拉普拉斯变换也可以用作边缘检测,用二次导数形式定义。...拉普拉斯变换(Laplace Transform),是工程数学中常用一种积分变换。...(参考:第六章 - 图像变换 -拉普拉斯变换(cvLaplace)) . 2、Sobel、拉普拉斯变换 、Canny三者边缘检测效果 分别是:Sobel、拉普拉斯变换 、Canny效果图。...傅里叶级数用于对周期信号转换,傅里叶变换用于对非周期信号转换。但是对于不收敛信号,傅里叶变换无能为力,只能借助拉普拉斯变换。(主要用于计算微分方程)而z变换则可以算作离散拉普拉斯变换。...并且,和以上算子一样,拉普拉斯算子也经常用于边缘检测。 此外,此算法基于以下假设:如果图片具有较高方差,那么它就有较广频响范围,代表着正常,聚焦准确图片。

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    神奇δ-函数

    0场景,称此电路具有脉冲性质。...它具有很多非常神奇性质,且往下看。...(面积)为1,自然函数值(高)就会扩大或缩小a倍了 由分布积分 推广到更一般,有 更重要性质 是在积分变换中崭露头角,比如在傅里叶变换拉普拉斯变换中, 对 -函数作傅氏变换,有 对 -...函数作拉普拉斯变换,有 傅氏变换可以看成是时域t到频域 变换,是信号处理最重要变换之一,拉普拉斯变换可以看做是对其条件一些补充,后续会详细推导这两种变换,不见不散啦!...当一个数字处理单元输入为单位冲激时,输出函数被称为此单元冲激响应。 在应用上,如前所述,具有优良积分变换性质,故在图像变换领域是理论基础和工具,此外还多数运用在有暂态分析场景中。

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    实时4K“image-to-image translation”,港理工&达摩院张磊团队提出拉普拉斯金字塔变换网络

    本文创造性拉普拉斯金字塔与深度学习进行了结合,对于拉普拉斯金字塔分离、重建特性与image-to-image translation之间共通之处进行了分析,进而提出了本文LPTN。...本文旨在通过拉普拉斯金字塔分解、重建加速高分辨率图像I2IT。具体来说,我们揭示了:属性变换(比如亮度、色彩)与低频成分更相关,而内容细节可以自适应在高频成分上调节。...以前面图示为例,白天-黑夜变换域相关属性主要体现在低频成分,而高频成分具有强相关性。因此,我们可以在对低分辨率低频成分进行域相关属性变换,这将极大降低广义I2I方法计算复杂度。...Refinement of High-Frequency Components 为确保调整域相关属性同时具有忠实重建结果,高频成分 同样应当参照 到 变换进行自适应调整。...尽管LPTN与LPKPN都采用了拉普拉斯金字塔,两者有这样几点区别: 应用领域方面,LPTN属于风格迁移范畴,而LPKPN则属于图像超分范畴; 在思想方面,LPTN中采用卷积进行高低频特征进行变换、提炼

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