
【計】 weight function; weighted function; weighting function
【計】 weighting
【經】 weighting
function
【計】 F; FUNC; function
在電子工程與數學領域中,加權函數(Weighting Function)指用于對信號、數據或變量施加特定權重系數的數學工具。其核心作用是通過調整不同分量的貢獻度,實現優化系統響應、消除噪聲幹擾或突出關鍵特征的目的。
從漢英對照詞典角度看,該術語可拆解為:
濾波器設計
在信號處理中,加權函數用于設計有限脈沖響應(FIR)濾波器,通過窗函數(如漢明窗、漢甯窗)抑制頻譜洩漏。例如奧本海姆《信號與系統》指出,時域加窗可等效為頻域卷積操作。
優化控制理論
在控制系統設計中,加權函數常出現在LQR(線性二次調節器)的代價函數中,公式表示為: $$ J = int_{0}^{infty} (x^T Q x + u^T R u) dt $$ 其中$Q$和$R$分别為狀态變量與控制輸入的加權矩陣(參考Kreyszig《高等工程數學》。
國際标準IEC 61260将加權函數定義為“頻率響應修正函數”,用于聲學測量中的A計權網絡,模拟人耳對聲音的感知特性。該标準被IEEE信號處理協會列為噪聲分析基礎工具之一。
加權函數是數學、工程和數據分析中常用的概念,其核心作用是通過賦予不同數據點或變量不同的“權重”來調整它們對最終結果的影響程度。以下是詳細解釋:
加權函數是一個數學函數 ( w(x) )(或離散情況下的權重系數),用于在計算中對不同輸入值分配不同的重要性。例如:
信號處理
在濾波器設計中,加權函數(如窗函數)用于抑制信號中的噪聲,例如漢甯窗(Hann window)通過平滑信號邊緣減少頻譜洩漏。
統計學與機器學習
樣本不平衡時,加權函數可調整不同類别數據的損失函數權重,提升模型對少數類的關注度。
優化問題
在最小二乘法中,通過加權函數強調高精度數據點的作用,降低噪聲數據的幹擾。
物理與工程建模
例如結構動力學中,加權殘值法通過權重函數将微分方程轉化為可解的積分形式。
如果需要具體領域的深入解釋(如特定算法中的加權函數應用),可進一步說明場景以補充細節。
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