卷積是對兩個實函數的一種數學運算。
例如:
我們用一個激光傳感器來追蹤一艘宇宙飛船的位置
激光傳感器給出了一個單獨的輸入:表示飛船在時刻的位置
這就意味值我們可以在任意的時刻從傳感器中讀出飛船的位置
那麼,現在我們的傳感器受到了一定程度的噪聲干擾。
爲了降低飛船位置的低噪聲估計
我們對得到的測量結果進行平均
我們不難想到:時間上越近的測量結果越相關,所以我們採用一種加權平均的方法,對於最近的測量結果賦予更高的權重。
我們可以採用一個加權函數來實現
其中表示測量結果距當前時刻的時間間隔。
如果我們對任意時刻都採用這種加權平均的操作,我們就可以得到一個新的對於飛船位置的平滑估計函數:::
這種運算我們就稱之爲卷積操作。
卷積運算通常用星號表示:
必須是一個有效的概率密度,否則輸出就不再是一個加權平均。
在參數爲負值時,的取值爲0,否則它會預測到未來,這就不是我們能夠推測的了。