Đơn giản hóa quy trình làm việc của bạn: Tìm kiếm miniwebtool.
Thêm
Trang chủ > Toán học > Giải tích > Máy tính toán chập
 

Máy tính toán chập

Tính toán phép chập tuyến tính, vòng và liên tục của các tín hiệu và hàm số với hình ảnh trực quan tương tác, lời giải chi tiết từng bước và phân tích toán học toàn diện.

Máy tính toán chập

Ví dụ nhanh

Tích chập tuyến tính rời rạc
Trung bình trượt Phát hiện cạnh Bộ lọc tín hiệu
Tích chập vòng rời rạc
Dịch chuyển đơn vị Ví dụ DFT
Tích chập liên tục
Đa thức Hàm mũ Lượng giác
Loại tích chập:
Tín hiệu x[n]:
Nhập các giá trị cách nhau bằng dấu phẩy, ví dụ: 1, 2, 3
Tín hiệu h[n]:
Nhập các giá trị cách nhau bằng dấu phẩy, ví dụ: 1, 1, 1

Embed Máy tính toán chập Widget

Giới thiệu về Máy tính toán chập

Chào mừng bạn đến với Máy tính toán chập, một công cụ trực tuyến miễn phí toàn diện để tính tích chập rời rạc và liên tục với các lời giải chi tiết từng bước và hình ảnh trực quan tương tác. Cho dù bạn là sinh viên đang học về xử lý tín hiệu, kỹ sư phân tích hệ thống tuyến tính hay nhà nghiên cứu làm việc với các phép toán học, máy tính này cung cấp mọi thứ bạn cần để hiểu và tính toán tích chập một cách chính xác.

Tích chập là gì?

Tích chập (Convolution) là một phép toán học cơ bản kết hợp hai hàm (hoặc tín hiệu) để tạo ra hàm thứ ba. Nó mô tả cách hình dạng của một hàm bị biến đổi bởi một hàm khác. Tích chập được ký hiệu bằng dấu sao (*) và rất cần thiết trong xử lý tín hiệu, xử lý hình ảnh, lý thuyết xác suất và nhiều ứng dụng kỹ thuật khác.

Trong xử lý tín hiệu, tích chập xác định đầu ra của hệ thống Tuyến tính Bất biến thời gian (LTI) khi có tín hiệu đầu vào và đáp ứng xung của hệ thống. Điều này làm cho nó trở thành một trong những phép toán quan trọng nhất trong việc tìm hiểu cách các hệ thống biến đổi tín hiệu.

Tích chập rời rạc

Đối với các tín hiệu rời rạc theo thời gian, tích chập của các chuỗi x[n] và h[n] được định nghĩa là:

Tích chập tuyến tính rời rạc
$$y[n] = \sum_{k=-\infty}^{\infty} x[k] \cdot h[n-k]$$

Đối với các chuỗi có độ dài hữu hạn N và M, đầu ra có độ dài N + M - 1.

Tích chập vòng

Tích chập vòng (hay tuần hoàn) được sử dụng khi các tín hiệu có tính tuần hoàn hoặc khi làm việc với Phép biến đổi Fourier rời rạc (DFT). Đối với tích chập vòng N điểm:

Tích chập vòng
$$y[n] = \sum_{k=0}^{N-1} x[k] \cdot h[(n-k) \mod N]$$

Phép toán modulo làm cho các chỉ số quay vòng, giúp tích chập vòng phù hợp cho phân tích tín hiệu tuần hoàn.

Tích chập liên tục

Đối với các hàm liên tục theo thời gian, tích phân chập được định nghĩa là:

Tích phân chập liên tục
$$(f * g)(t) = \int_{-\infty}^{\infty} f(\tau) \cdot g(t - \tau) \, d\tau$$

Đối với các tín hiệu nhân quả (tín hiệu bằng 0 khi t nhỏ hơn 0), các giới hạn trở thành từ 0 đến t.

Các tính năng của Máy tính toán chập này

Cách sử dụng máy tính này

  1. Chọn loại tích chập: Chọn giữa Tích chập tuyến tính rời rạc (cho xử lý tín hiệu tiêu chuẩn), Tích chập vòng rời rạc (cho các ứng dụng DFT), hoặc Tích chập liên tục (cho các hàm toán học).
  2. Nhập tín hiệu hoặc hàm số đầu vào: Đối với tích chập rời rạc, hãy nhập các giá trị cách nhau bằng dấu phẩy (ví dụ: 1, 2, 3, 4). Đối với tích chập liên tục, hãy nhập các biểu thức toán học (ví dụ: t, sin(t), exp(-t)).
  3. Sử dụng các ví dụ: Nhấp vào các nút ví dụ để nhanh chóng tải các kịch bản tích chập phổ biến và xem các đầu vào khác nhau tạo ra kết quả khác nhau như thế nào.
  4. Tính toán và phân tích: Nhấp vào "Tính toán tích chập" để xem kết quả với các lời giải từng bước hoàn chỉnh, bảng tính toán và hình ảnh trực quan tương tác.

Các tính chất của tích chập

Tích chập có một số tính chất toán học quan trọng hữu ích trong xử lý và phân tích tín hiệu:

Tính giao hoán

Thứ tự của các tín hiệu không ảnh hưởng đến kết quả.

x * h = h * x
Tính kết hợp

Cách nhóm các phép toán không ảnh hưởng đến kết quả.

(x * h) * g = x * (h * g)
Tính phân phối

Tích chập có tính phân phối đối với phép cộng.

x * (h + g) = x * h + x * g
Phần tử đơn vị

Tích chập với hàm delta trả về tín hiệu gốc.

x * delta = x

Ứng dụng của tích chập

Xử lý tín hiệu

Tích chập là nền tảng của lọc tín hiệu. Khi bạn thực hiện tích chập một tín hiệu đầu vào với đáp ứng xung của bộ lọc, bạn sẽ nhận được đầu ra đã được lọc. Đây là cách các bộ lọc thông thấp, thông cao và thông dải xử lý tín hiệu.

Xử lý hình ảnh

Trong xử lý hình ảnh, tích chập 2D được sử dụng cho các hoạt động như làm mờ, làm sắc nét, phát hiện cạnh và dập nổi. Các nhân tích chập (ma trận nhỏ) trượt trên hình ảnh để tạo ra các hiệu ứng khác nhau.

Xử lý âm thanh

Tích chập vang (Convolution reverb) mô phỏng các không gian âm thanh bằng cách thực hiện tích chập âm thanh khô với đáp ứng xung của một căn phòng hoặc hội trường. Điều này tạo ra hiệu ứng vang thực tế nắm bắt được các đặc điểm độc đáo của không gian vật lý.

Mạng thần kinh

Mạng thần kinh tích chập (CNN) sử dụng tích chập làm hoạt động cốt lõi của chúng. Các nhân tích chập có thể học được giúp trích xuất các đặc trưng từ hình ảnh, làm cho CNN cực kỳ hiệu quả trong việc nhận dạng hình ảnh và các tác vụ thị giác máy tính.

Phân tích hệ thống

Đối với bất kỳ hệ thống Tuyến tính Bất biến thời gian (LTI) nào, đầu ra y(t) bằng tích chập của đầu vào x(t) với đáp ứng xung h(t) của hệ thống. Mối quan hệ này là nền tảng cho việc phân tích các hệ thống điều khiển và hệ thống truyền thông.

Lý thuyết xác suất

Hàm mật độ xác suất của tổng hai biến ngẫu nhiên độc lập bằng tích chập của các PDF riêng lẻ của chúng. Điều này được sử dụng rộng rãi trong thống kê và các quá trình ngẫu nhiên.

Tích chập tuyến tính so với Tích chập vòng

Hiểu sự khác biệt giữa tích chập tuyến tính và tích chập vòng là rất quan trọng để xử lý tín hiệu đúng cách:

Tích chập tuyến tính

Tích chập vòng

Hướng dẫn định dạng đầu vào

Chuỗi rời rạc

Nhập các giá trị tín hiệu cách nhau bằng dấu phẩy. Dấu ngoặc là tùy chọn:

Hàm liên tục

Nhập các biểu thức toán học bằng ký hiệu tiêu chuẩn:

Các ví dụ tích chập phổ biến

Bộ lọc trung bình trượt

Bộ lọc trung bình trượt 3 điểm giúp làm mượt dữ liệu: h[n] = [1/3, 1/3, 1/3]. Tích chập với bộ lọc này sẽ lấy trung bình của mỗi điểm với các điểm lân cận.

Phát hiện cạnh

Nhân hiệu số h[n] = [1, -1] giúp phát hiện các bước chuyển đổi. Tích chập với nhân này sẽ tìm ra nơi các giá trị tín hiệu thay đổi đột ngột.

Làm mượt Gaussian

Các nhân Gaussian như [0.25, 0.5, 0.25] cung cấp khả năng lấy trung bình hình chuông mượt mà, giúp giảm nhiễu trong khi vẫn bảo toàn cấu trúc tín hiệu.

Đạo hàm

Nhân [1, -2, 1] xấp xỉ đạo hàm bậc hai, hữu ích cho việc phát hiện các đỉnh và độ cong trong tín hiệu.

Câu hỏi thường gặp

Tích chập trong xử lý tín hiệu là gì?

Tích chập là một phép toán học kết hợp hai tín hiệu để tạo ra tín hiệu thứ ba. Nó mô tả cách hình dạng của một tín hiệu bị biến đổi bởi một tín hiệu khác. Trong xử lý tín hiệu, tích chập được sử dụng để xác định đầu ra của một hệ thống tuyến tính bất biến thời gian (LTI) khi có tín hiệu đầu vào và đáp ứng xung của hệ thống.

Sự khác biệt giữa tích chập tuyến tính và tích chập vòng là gì?

Tích chập tuyến tính tạo ra đầu ra có độ dài N+M-1 trong đó N và M là độ dài đầu vào. Nó được dùng cho các tín hiệu không tuần hoàn. Tích chập vòng giả định các tín hiệu tuần hoàn và tạo ra đầu ra có cùng độ dài với đầu vào. Các chỉ số quay vòng bằng cách sử dụng phép toán modulo, giúp nó phù hợp cho các tính toán dựa trên DFT.

Làm thế nào để sử dụng máy tính tích chập rời rạc?

Nhập các giá trị tín hiệu của bạn dưới dạng các số cách nhau bằng dấu phẩy (ví dụ: 1, 2, 3). Bạn có thể tùy chọn sử dụng dấu ngoặc vuông [1, 2, 3]. Chọn kiểu tích chập Tuyến tính hoặc Vòng, sau đó nhấp vào Tính toán. Máy tính sẽ hiển thị kết quả với các bước tính toán và hình ảnh trực quan.

Những hàm nào được hỗ trợ cho tích chập liên tục?

Máy tính tích chập liên tục hỗ trợ các hàm đa thức (t, t**2, t**3), hàm mũ (exp(t), exp(-t)), hàm lượng giác (sin(t), cos(t), tan(t)), hàm logarit (log(t)), và các tổ hợp của chúng. Sử dụng ** cho lũy thừa và ký hiệu toán học tiêu chuẩn.

Các ứng dụng phổ biến của tích chập là gì?

Tích chập được sử dụng trong lọc tín hiệu (bộ lọc thông thấp, thông cao, thông dải), xử lý hình ảnh (làm mờ, phát hiện cạnh, làm sắc nét), xử lý âm thanh (tiếng vang, hiệu ứng vang), phân tích hệ thống (xác định đầu ra hệ thống từ đáp ứng xung), mạng thần kinh (các lớp tích chập trong CNN), và xác suất (tổng của các biến ngẫu nhiên).

Tại sao kết quả tích chập của tôi có nhiều phần tử hơn đầu vào?

Đối với tích chập tuyến tính, nếu đầu vào x có N phần tử và h có M phần tử, thì đầu ra sẽ có N + M - 1 phần tử. Điều này là do tích chập "trượt" tín hiệu này qua tín hiệu kia, và các phần chồng chéo một phần ở đầu và cuối đóng góp vào độ dài đầu ra.

Tích chập liên quan gì đến Phép biến đổi Fourier?

Theo Định lý Tích chập, tích chập trong miền thời gian bằng với phép nhân trong miền tần số. Tính chất này cho phép tính toán tích chập hiệu quả bằng cách sử dụng FFT: biến đổi cả hai tín hiệu, nhân chúng, sau đó biến đổi ngược. Điều này làm giảm độ phức tạp từ O(N*M) xuống O(N log N).

Tài nguyên bổ sung

Tìm hiểu thêm về tích chập và xử lý tín hiệu:

Tham khảo nội dung, trang hoặc công cụ này như sau:

"Máy tính toán chập" tại https://MiniWebtool.com/vi/máy-tính-toán-chập/ từ MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

bởi đội ngũ miniwebtool. Cập nhật: 10 tháng 1, 2026

Bạn cũng có thể thử AI Giải Toán GPT của chúng tôi để giải quyết các vấn đề toán học của bạn thông qua câu hỏi và trả lời bằng ngôn ngữ tự nhiên.

Các công cụ liên quan khác:

Máy tính Đạo hàm
Máy tính Tích phân
Máy tính biến đổi Laplace ngược
Máy tính biến đổi Laplace
Máy tính giới hạn
Máy tính chuỗi Taylor

Giải tích:

Công cụ nổi bật:

Máy tính tuổiTrình Trích Xuất Ảnh từ VideoCông cụ đổi Pound sang KilogramCông cụ Mã hóa CaesarCông cụ chuyển đổi kg sang lbsMáy tính giảm giá phần trămTrình Tạo Mã MorseMáy tính thương và số dưCông cụ chuyển đổi chữ số La MãĐảo ngược văn bảnTrình tạo số nguyên ngẫu nhiênCông cụ chuyển đổi nhị phân sang thập phânMáy tính phân số tối giảnCông cụ đếm hàngMáy tính thập phân sang phân sốTrình tạo chuỗi ngẫu nhiênCon số may mắn của tôi là gì?Trình tạo tên ngẫu nhiênXóa dấu cáchMáy tính xác suất xúc xắcCông cụ chia ảnhBộ chuyển đổi FPSMáy tính Phân tích Thừa số Nguyên tốBộ chuyển đổi Feet và Inch sang Cmmáy-tính-số-mũ-độ-chính-xác-caoTrình Tạo Màu Ngẫu NhiênBộ chuyển đổi thập phân sang nhị phânMáy phát động vật ngẫu nhiênMáy tính căn bậc haiTrình tạo mê cungTrình tạo số xổ sốSắp xếp sốMáy tính HEXCông cụ chuyển đổi kPa sang psiCông cụ tạo Sự thật hay Thách đốMáy tính So sánh Phân sốMáy tính thời gianTrình tạo ngày sinh ngẫu nhiênCông cụ tạo nhóm ngẫu nhiênMáy tính xác suấtCông cụ chuyển đổi cm sang feet và inchMáy tính giai thừaMáy tính nhị phânMáy tính Cạnh huyềnBộ lặp MP3Máy tính ngày trong năm - Hôm nay là ngày thứ mấy trong nămTrình tạo đồ vật ngẫu nhiênTung đồng xuBộ giải mã Base64Công cụ chuyển đổi inch sang centimetMáy tính Ước số chung lớn nhấtBộ Giải Mã Mã MorseSắp xếp theo thứ tự bảng chữ cáiTrình tạo Hash MD5Bộ chuyển đổi hex sang thập phânBộ Chuyển Đổi Nhị PhânTrình tạo bài tây ngẫu nhiên📅 Máy tính ngàyMáy tính hoán vịTrình chuyển đổi SRT sang TXTBộ chuyển đổi Nhị phân sang HexChọn tên ngẫu nhiênMáy tính tương hợp tình yêuTrình trích xuất âm thanhTrình tạo oẳn tù tìTrình tạo PIN ngẫu nhiênCông cụ chuyển đổi thập phân sang bát phânDanh sách các số nguyên tốTrình tạo anagramCông cụ chuyển đổi centimet sang inchBộ chuyển đổi HEXCông cụ chuyển đổi hệ thập lục phân sang nhị phânGhép Videochuyển đổi từ sang số điện thoạiCông cụ chuyển đổi bát phân sang thập phânMáy tính Cung Mặt trời, Mặt trăng & Cung mọc 🌞🌙✨Máy Tính Giờ Làm ViệcMáy tính Kiểm tra Chia hếtMáy tính độ lệch chuẩn - Độ chính xác caoTrình nén VideoBộ chọn màu hình ảnhBộ chọn số ngẫu nhiênMáy tính ModuloMáy tính số thiên thầnBộ chuyển đổi hệ cơ sốMáy tính LogaritMáy tính rượu tiệc cướiĐây có phải là Số Nguyên Tố?AI Trình thêm dấu câuBộ Chuyển Đổi Mã Nhị Phân Sang Mã XámBộ nén hình ảnhDanh sách năm nhuậnMáy tính BitwiseMáy tính Log Base 10Điều chỉnh tốc độ videoBộ Chuyển Đổi Thời Gian Sang Thập PhânCông cụ cắt ảnhMáy tính One Rep Max (1RM)Máy tính Bội số chung nhỏ nhất (BCNN)Trình tạo tần số âm thanh ngẫu nhiênTrình tạo hợp âm ngẫu nhiênTrình tạo loadout ngẫu nhiênTrình tạo bài Poker ngẫu nhiênTrình tạo khai cuộc cờ vua ngẫu nhiênTrình tạo nhân vật RPG ngẫu nhiênMáy tính Phân tích Giá trị Kỳ dị (SVD)Máy tính Hệ số GiniMáy tính Phân phối Dừng Chuỗi MarkovMáy tính Nguyên lý Chuồng bồ câuMáy tính số StirlingMáy tính Hoán vị lệch (Giai thừa phụ)Trình tạo Số CatalanTrình xác thực dãy bậc đồ thịMáy tính Cây khung nhỏ nhấtMáy tính Đường đi Ngắn nhất DijkstraTrình tạo Ma phươngMáy tính Số Hạnh phúcMáy tính Phỏng đoán CollatzMáy tính Độ congMáy tính Bán kính Hội tụMáy tính Phân tích LU Ma trậnMáy tính Phép chiếu VectorMáy tính Gram-SchmidtMáy tính Phương trình Hình cầuMáy tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳngMáy tính Trực tâm Tam giácMáy tính Trọng tâm Tam giácMáy tính Công thức Dây giàyMáy tính Phân số liên tụcMáy tính Nghịch đảo Nhân theo Mô-đunMáy tính Thuật toán Euclid Mở rộngMáy tính Hàm Phi EulerMáy tính Định lý Số dư Trung QuốcCông cụ tạo Biểu đồ Venn (3 Tập hợp)Máy tính lý thuyết tập hợpCông cụ tạo bảng chân trịCông cụ chuyển đổi cân nặng người sang kiếnMáy tính Calo cho MèoMáy tính tiết kiệm bóng đènMáy tính Chi phí TắmMáy tính chi phí điện đào BitcoinMáy tính Giá trị Giấy vệ sinhTra cứu ID người dùng InstagramMáy tính Quãng đường Bàn phímTrình tạo Bingo từ thông dụngMáy tính Xác suất Ngày nghỉ ốmMáy tính lương thực tế theo giờMáy tính Cà phê vs. Giấc ngủMáy tính thời gian trả lời emailMáy tính FIRE - Tự do Tài chính, Nghỉ hưu sớmMáy tính thời gian lãng phí đi làmBộ đếm Chi phí Cuộc họpMáy tính lương trong nhà vệ sinhTrình tạo KakuroTrình tạo KenKen (Calcudoku)trình-tạo-nonogram-picrossGiải và luyện trò chơi 24Tạo và giải SudokuMáy tính khay phô maiMáy tính đài phun sô cô laMáy tính ABV CocktailMáy tính khẩu phần mì SpaghettiMáy tính thời gian làm lạnh biaMáy tính Taco BarMáy tính BBQMáy tính quá liều CaffeineCông cụ lập kế hoạch tiệc pizzaMáy tính Nhà gạch LegoMáy tính Lấp đầy Phòng Bỏng ngôMáy tính va chạm đồng xu rơiMáy tính rơi xuyên Trái đấtMáy tính bức xạ chuốiMáy tính năng lượng Chuột HamsterMáy tính Tỷ lệ Lỗi Dịch chuyển Tức thờiMáy tính nấu gà bằng năng lượng động năngMáy tính lực nâng bóng bay HeliMáy tính Thời gian Sống sót ZombieTrình Kiểm Tra Kích Thước Thu Thập GooglebotMáy tính tỷ lệ bãi đỗ xeMáy tính Cây thông NoelMáy Tính Ngày Tận Thế Ma Cà RồngMáy tính giá trị PizzaMáy tính Quầy nước chanhTrình tạo tiểu bang Mỹ ngẫu nhiênTrình tạo lý do ngẫu nhiênTrình tạo hoạt động ngẫu nhiênTrình tạo công thức cocktail ngẫu nhiênCông cụ chọn phim ngẫu nhiênTrình tạo tên miền ngẫu nhiênTrình tạo siêu năng lực ngẫu nhiênTrình tạo Haiku ngẫu nhiênTrình tạo lời nhắc viết ngẫu nhiênTrình tạo IMEI Ngẫu nhiênTrình tạo chân dung người dùng ngẫu nhiênTrình tạo địa chỉ giả ngẫu nhiênTrình tạo số cổng ngẫu nhiênTrình tạo NanoID ngẫu nhiênMáy tính tuổi thọ pinMáy tính độ rộng đường mạch PCBMáy tính sụt ápMáy tính định luật OhmMáy tính mã màu điện trởTrình tạo chuyển hướng HtaccessCông cụ tối ưu SVGCông cụ tạo faviconCông cụ tạo biểu thức CrontabTrình định dạng SQLCông cụ chuyển đổi cURL sang JSONBộ giải mã JWTCông cụ chuyển đổi JSON sang YAMLMáy tính Chuyển đổi MenCông cụ chuyển đổi kích thước khuôn bánhMáy tính độ ẩm bột nhàomáy-tính-tỷ-lệ-bánh-mìMáy tính kích thước thêu chữ thậpMáy tính vảiMáy tính sợi lenMáy tính nước muối và độ mặnMáy tính tỷ lệ pha cà phêMáy tính ABV bia thủ côngMáy tính sáp và tinh dầu thơm nếnMáy tính xút làm xà phòng (SAP)Máy tính kích thước in và độ phân giải (DPI/PPI)Máy tính Golden Hour và Blue HourMáy tính độ sâu trường ảnh (DoF)Máy tính khoảng cách trồng câyMáy tính Chuyển đổi Tỷ lệ Mô hìnhMáy tính vật liệu nền bể cáMáy tính thể tích và mật độ cá bểQuay vòng quayĐổ xúc xắcQuả cầu Thần kỳ 8Công cụ tạo địa chỉ IP ngẫu nhiênTrình tạo thời gian ngẫu nhiênTrình tạo ngày ngẫu nhiênCông cụ tạo tọa độ ngẫu nhiênCông cụ tạo User-Agent ngẫu nhiênTrình tạo thẻ tín dụng ngẫu nhiênTrình tạo JSON ngẫu nhiênTrình tạo quốc gia ngẫu nhiênCông cụ tạo bảng màu ngẫu nhiênCông cụ tạo Emoji ngẫu nhiênCông cụ tạo bữa ăn ngẫu nhiênTrình tạo nhánh giải đấu ngẫu nhiênCông Cụ Tạo Phân Phối GaussMáy tính Giá trị PipMáy tính Lãi kép Hàng ngàyMáy tính Chiến lược MartingaleMáy tính Tiêu chí KellyMáy tính Stop Loss & Take ProfitMáy tính mở rộng Fibonaccimáy-tính-điểm-xoayMáy tính đòn bẩy tiền điện tửBộ chuyển đổi Satoshi sang Đô laMáy Tính Chênh Lệch Giá Tiền Điện TửMáy tính tổn thất tạm thờiMáy Tính Lợi Nhuận Quyền ChọnMáy Tính Biến Động Ngầm ĐịnhMáy tính Greek Quyền chọnMáy tính Định giá Quyền chọn Black-ScholesMáy tính rủi ro phá sảnMáy tính lợi nhuận bán khốngMáy tính Margin CallMáy Tính Kích Thước Vị Thếmáy tính giá trung bình cổ phiếuCông cụ xóa ký tự vô hìnhCông cụ Chuyển đổi Văn bản sang Danh sách SQLCông cụ trích xuất cột văn bảnMáy tính sự khác biệt danh sáchCông cụ tạo văn bản ZalgoCông cụ tạo nghệ thuật ASCIICông cụ tạo văn bản vô hình