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📐 Convolution 計算機

專業免費的 Convolution 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
即時試算完成
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

摺積計算機能幫你做什麼

這款摺積計算機可以計算兩組有限長度數列的「離散摺積」(discrete convolution)。摺積是訊號處理、影像濾波、機率運算與多項式相乘中最核心的運算之一。你不必再一格一格手算累加,只要輸入兩組數列,工具就會立刻回傳合成後的輸出序列。

使用方法

只需要填寫兩個欄位:

  • 第一組序列 — 你的輸入訊號或第一組數字,請以逗號分隔輸入(例如 1, 2, 3)。
  • 第二組序列 — 你的第二組訊號、核(kernel)或濾波器,同樣以逗號分隔(例如 0, 1, 0.5)。

支援小數與負數。計算機會依逗號拆解每筆輸入、自動去除多餘空白,並在運算前把每個項目轉換成數值。

公式說明

離散摺積的定義為:

(Seq_1 * Seq_2)[i] = \sum_{j=\max(0, i-m+1)}^{\min(i, n-1)} Seq_1[j]· Seq_2[i-j]

對於長度分別為 n 與 m 的兩組有限序列,計算結果恰好會有 n + m - 1 個數值。每一個輸出值 y[i] 都是所有乘積 x[j] · h[i - j] 的總和,其中索引必須同時落在兩組序列的範圍內。簡單來說,這項運算就是把一組序列在另一組上「滑動」,將重疊的項目相乘,再在每一次位移時把它們加總起來。

實際範例

假設第一組序列為 1, 2, 3,第二組序列為 0, 1, 0.5。此時 n = 3、m = 3,因此結果會有 3 + 3 - 1 = 5 個數值:

  • y[0] = 1 · 0 = 0
  • y[1] = 1 · 1 + 2 · 0 = 1
  • y[2] = 1 · 0.5 + 2 · 1 + 3 · 0 = 2.5
  • y[3] = 2 · 0.5 + 3 · 1 = 4
  • y[4] = 3 · 0.5 = 1.5

所以輸出結果為 0, 1, 2.5, 4, 1.5。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

輸出序列會有多長?
永遠是第一組序列長度加上第二組序列長度再減一(\(n + m - 1\))。
兩組序列的先後順序有差別嗎?
沒有。摺積具有交換律,因此交換兩組輸入會得到完全相同的結果序列。
可以拿來做多項式相乘嗎?
可以。如果把每組序列視為一個多項式的係數,摺積的輸出就是兩個多項式相乘後的係數——無論是代數運算還是訊號處理,這都是非常方便的捷徑。