3、学习使用python的矩阵乘法函数np.dot,按照定义,编程实现圆周卷积函数circonv(x1,x2,L),求出序列x1=(n+1)和x2=[2,5,4,3]的线性卷积和L点圆周卷积,并分别绘图; L=13

时间: 2023-06-08 11:07:04 浏览: 46
很高兴为您解答这道题目。根据您的要求,我会尽力回答,同时不会透露您的任何要求。 首先,我们需要定义一个函数np.dot来实现矩阵乘法。这可以通过numpy库中的np.dot函数来完成。 接下来,我们需要编写一个圆周卷积函数circonv(x1,x2,L),它接受两个序列和一个长度为L的参数,然后返回它们的圆周卷积结果。代码如下: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def circonv(x1, x2, L): N1 = x1.shape[0] N2 = x2.shape[0] x1_ext = np.concatenate((x1, x1)) y = np.zeros((L,)) for n in range(L): start_idx = n + N2 - 1 end_idx = start_idx - N1 + 1 if start_idx < N1: y[n] = np.dot(x1_ext[start_idx:start_idx+N2], x2) else: y[n] = np.dot(x1_ext[start_idx:N1], x2[:end_idx]) + np.dot(x1_ext[:end_idx], x2[end_idx:]) return y ``` 这个函数首先将输入序列x1和x2的长度分别存储到变量N1和N2中。然后,我们将x1扩展到长度为2N1,并存储在x1_ext中。接下来,我们创建一个全零数组y来存储结果。 然后,我们使用for循环计算每一个位置的圆周卷积结果。对于每个n,我们计算出开始的索引start_idx和结束的索引end_idx。如果start_idx小于N1,则我们可以直接使用np.dot函数计算x1_ext[start_idx:start_idx+N2]和x2的乘积得到结果。否则,我们需要将两个部分相乘,然后加起来。这可以通过分别使用x1_ext[start_idx:N1]和x2[:end_idx]、x1_ext[:end_idx]和x2[end_idx:]的乘积得到。 最后,我们返回结果数组y。 接下来,我们使用定义的circonv函数分别计算x1和x2的线性卷积和圆周卷积,并将它们绘制成图表。具体代码如下: ```python # 定义输入序列x1和x2以及参数L x1 = np.array([1, 2, 1, -1]) x2 = np.array([2, 5, 4, 3]) L = # 计算线性卷积 y_linear = np.convolve(x1, x2, mode='full') # 计算圆周卷积 y_circular = circonv(x1, x2, L) # 绘制两个序列 plt.figure(figsize=(8, 3)) plt.subplot(1, 2, 1) plt.stem(x1) plt.xlabel('n') plt.ylabel('x1[n]') plt.title('Input sequence x1') plt.subplot(1, 2, 2) plt.stem(x2) plt.xlabel('n') plt.ylabel('x2[n]') plt.title('Input sequence x2') plt.tight_layout() plt.show() # 绘制线性卷积和圆周卷积结果 plt.figure(figsize=(8, 3)) plt.subplot(1, 2, 1) plt.stem(y_linear) plt.xlabel('n') plt.ylabel('y_linear[n]') plt.title('Linear convolution') plt.subplot(1, 2, 2) plt.stem(y_circular) plt.xlabel('n') plt.ylabel('y_circular[n]') plt.title('Circular convolution') plt.tight_layout() plt.show() ``` 这段代码中,我们首先定义了输入序列x1和x2以及参数L。然后,我们调用np.convolve函数计算它们的线性卷积,并将结果存储在变量y_linear中。接下来,我们调用我们自己定义的circonv函数计算它们的圆周卷积,并将结果存储在变量y_circular中。 最后,我们使用matplotlib库中的plt.stem函数绘制输入序列和卷积结果的图表。在这个例子中,我们分别绘制了x1,x2,y_linear和y_circular的图表。 希望这个回答可以帮到您,如果还有其他问题,请随时提问。

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