没有定义,没有凭空抛下的公式。你先站在一根柱子前——某一刻声音的推力——看着一整段信号变成这样一排柱子。你给盒子送进一个尖峰,学会它唯一的法则。你会发现任何信号都只是一排尖峰,于是输出不过是盒子那一个回答的层层叠加副本——只有当你亲手把它搭出来之后,它才被命名为"卷积"。再往后:翻转滑动、回声、滤波、级联,以及在噪声中找出已知的形状。每一章都遵循同一条准则——把所有文字静音,单凭画面也照样讲清。取材自 Smith《数字信号处理指南》第 5–7 章,秉承 Petzold《编码》的精神。为从未见过信号的人而建;也足够一位工程师的严谨。
声音推动一片薄膜;此刻的推力就是一个高度。下一刻,又一个。整排高度就是这段声音——这就是信号。
给盒子送进一个凸起,出来一个形状。凸起翻倍,形状翻倍;移动凸起,形状随之移动。那一个形状,就是盒子的全部作为。
两个声音共用一根输出线。它会把两者揉成第三个谁都没发出的新声音吗?把两个尖峰送进盒子,看看真正返回的是什么。
取一段坑坑洼洼的信号,把它拆开:每一次读数都被抬到自己的一行,成为一根单独的尖峰。再放回去,信号原样复现。
盒子对一个尖峰回以一个形状。把尖峰放大,形状随之放大;移动它,形状随之移动;叠加尖峰,形状随之相加。用这一个回答,建起整段输出。
挑一根输出柱。只有它附近的少数输入到达了它;指纹翻转后落在下面。把每个输入乘以正上方的值,再把这些乘积相加——就是这根柱。滑动一格,下一根照样落出。
现在指纹握在你手里。放一个尖峰,信号原样通过;把它变高、往后挪、再加一个更小的——看输出如何回应。
一段淹没在抖动里的信号——缓慢的起伏,叠着快速的颤动。一个塑形过的核把颤动平均掉;它的互补核只留下颤动。两者都从一小撮抽头搭起。
两个盒子一前一后接在一起。这一对对单个尖峰所做的事,是一个固定的形状——于是两个盒子就是一个盒子。再把一个起伏不平的小团与自身卷积,一轮又一轮,看它沉淀成一口钟。
一段雷达回波:一堆嘈杂的柱子,里面藏着一个已知的小脉冲。把脉冲的副本沿回波滑动,在每个位置统计它有多匹配——在脉冲藏身之处,统计值会跃升为一个峰。