python实现任意长度的卷积运算不调用库

在Python中，如果没有现成的库支持，我们可以手动实现二维数组（矩阵）的任意长度卷积运算。基本思路是利用两个输入数组的对应元素相乘，然后将结果累加起来。这通常涉及嵌套循环，遍历第一个数组（滤波器或核）对第二个数组（输入信号）的每一个位置进行滑动求和。

以下是一个简单的例子，展示了如何手动生成一个卷积操作：

def convolution(input_array, kernel):
    # 确保kernel比input_array小，因为我们需要移动它
    assert len(kernel) < len(input_array)
    
    # 初始化输出数组
    output_size = len(input_array) - len(kernel) + 1
    conv_output = [0] * output_size

    for i in range(output_size):
        result = 0
        for j in range(len(kernel)):
            # 滑动窗口内对应元素相乘并累加
            result += input_array[i+j] * kernel[j]
        conv_output[i] = result
    return conv_output

# 示例：卷积两个一维数组
input_signal = [1, 2, 3, 4, 5]
filter = [2, 1]
conv_result = convolution(input_signal, filter)
print("卷积结果:", conv_result)