1、用matlab分别实现卷积的输入端算法和输出端算法; 2、测试所写的程序,并将结果与matlab自带的卷积函数进行比较; 3、提高部分:记录算法执行的时长,绘制数据长度与运算时长的关系图;
时间: 2024-09-07 15:04:03 浏览: 94
在MATLAB中实现卷积操作,通常有两种基本方法:直接的输入端(也称为时间域卷积)和输出端(频域卷积)。这里我会简单解释这两种方法以及如何进行测试和性能分析:
1. **输入端(时间域卷积)**:
- 使用`conv`函数可以直接计算两个信号的卷积,例如对于两个一维数组`x`和`h`:
```matlab
[y, ~] = conv(x, h);
```
- 如果要自定义卷积核并实现循环,你可以遍历信号,对每个位置做逐点相乘后再求和。
2. **输出端(频域卷积,快速傅立叶变换FFTs)**:
- 首先,使用`fft`函数将输入信号和滤波器转换到频率域,然后做点乘,最后通过`ifft`返回时域结果:
```matlab
X = fft(x);
H = fft(h);
Y = X .* H; % 点乘在频域
y = ifft(Y);
```
3. **测试与对比**:
- 对比`conv`函数的结果和自编写函数的结果,确保它们一致:
```matlab
assert(all(y == conv(x, h, 'same') )); % 检查是否相等
```
4. **性能提升与测量**:
- 记录每次运行自定义函数的时间可以使用`tic`和`toc`:
```matlab
tic;
result = yourCustomConvolutionFunction(x, h);
toc;
```
- 为了分析数据长度与运算时间的关系,你可以创建一系列不同长度的数据集,重复上述过程,收集每个长度对应的时间,然后用散点图展示出来:
```matlab
lengths = ...; % 创建不同长度的向量
timeDurations = zeros(size(lengths));
for i = 1:length(lengths)
timeDurations(i) = toc;
end
plot(lengths, timeDurations, 'o-');
xlabel('数据长度');
ylabel('运算时间 (秒)');
```
阅读全文