dsp. Автокоррелятор

Последовательность автокорреляции

Описание

Объект Autocorrelator возвращает последовательность автокорреляции в течение дискретного времени, детерминированного входа или оценки последовательности автокорреляции за дискретное время, вероятностный процесс стационарного широкого смысла (WSS) в положительных задержках.

Получить последовательность автокорреляции:

Создайте объект dsp.Autocorrelator и установите его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

ac = dsp.Autocorrelator

ac = dsp.Autocorrelator(Name,Value)

Описание

пример

ac = dsp.Autocorrelator возвращает автокоррелятор, ac, который вычисляет автокорреляцию по первому измерению N-D массив. По умолчанию автокоррелятор вычисляет автокорреляцию в задержках от нуля до N – 1, где N является длиной входного вектора или размерностью строки входной матрицы. Введение вектора - строки заканчивается подряд значений последовательности автокорреляции нулевой задержки, один для каждого столбца вектора - строки. Автокоррелятор по умолчанию возвращает немасштабированную автокорреляцию и выполняет вычисление во временном интервале.

пример

ac = dsp.Autocorrelator(Name,Value) возвращает автокоррелятор, ac, с каждым набором свойств к заданному значению.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и функция release разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

`MaximumLagSource` — Источник максимальной задержки
`Auto` (значение по умолчанию) | `Property`

Задайте, как определить область значений задержек для автокорреляции как Auto или Property. Если значением MaximumLagSource является Auto, автокоррелятор вычисляет автокорреляцию по всем неотрицательным задержкам в интервале [0, N-1], где N является длиной первой размерности входа. В противном случае объект вычисляет автокорреляцию с помощью задержек в области значений [0,MaximumLag].

`MaximumLag` — Максимальная положительная задержка
`1` (значение по умолчанию) | `0` | положительное целое число

Задайте максимальную задержку как целое число, больше, чем или равный 0. MaximumLag должен быть меньше, чем длина входных данных.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда свойством MaximumLagSource является Property.

`Масштабирование` Масштабирование автокорреляционной функции
`None` (значение по умолчанию) | `Biased` | `Unbiased` | `Unity at zero-lag`

Задайте масштабирование, чтобы примениться к выводу как к None, Biased, Unbiased или Unity at zero-lag. Установите это свойство на None генерировать автокорреляционную функцию без масштабирования. Эта опция является соответствующей, если вы вычисляете автокорреляцию неслучайного (детерминированного) входа.

Опция Biased масштабирует автокорреляцию 1/N, где N является длиной входных данных. Масштабирование 1/N приводит к смещенному, конечно-демонстрационному приближению теоретической автокорреляции вероятностного процесса WSS. Несмотря на смещение, масштабирующееся 1/N, имеет желательное свойство, что демонстрационная матрица автокорреляции неотрицательная определенный, свойство, находившееся в собственности теоретическими матрицами автокорреляции всего широкого смысла стационарные вероятностные процессы. Преобразование Фурье смещенной оценки автокорреляции является периодограммой, широко используемой оценкой степени спектральная плотность процесса WSS.

Опция Unbiased масштабирует оценку автокорреляции 1/N – 1. Масштабирование N – 1 производит объективную оценку теоретической автокорреляции. Однако с помощью несмещенной опции, можно получить оценку автокорреляционной функции, которой не удается иметь неотрицательное определенное свойство.

Используйте опцию Unity at zero-lag, чтобы нормировать оценку автокорреляции как тождественно один в нуле задержки. Значением по умолчанию является None.

`Method` — Область для вычислительных автокорреляций
`Time Domain` (значение по умолчанию) | `Frequency Domain`

Задайте область для вычислительных автокорреляций как Time Domain или Frequency Domain. Необходимо установить это свойство на Time Domain для сигналов фиксированной точки.

Свойства фиксированной точки

`FullPrecisionOverride` — Переопределение полной точности для вычислений с фиксированной точкой
`true` (значение по умолчанию) | `false`

Задайте, использовать ли правила полной точности. Если вы устанавливаете FullPrecisionOverride на true, который является значением по умолчанию, объект вычисляет все внутренние типы арифметических и выходных данных, использующие правила полной точности. Эти правила обеспечивают самые точные численные данные фиксированной точки. Это также выключает отображение других свойств фиксированной точки, потому что они не применяются индивидуально. Эти правила гарантируют, что никакое квантование не происходит в объекте. Биты добавляются, по мере необходимости, чтобы гарантировать, что никакое округление или переполнение не происходят. Если вы устанавливаете FullPrecisionOverride на false, типами данных с фиксированной точкой управляют посредством отдельных настроек свойства фиксированной точки. Для получения дополнительной информации смотрите Полную точность для Системных объектов Фиксированной точки.

`RoundingMethod` — Округление метода для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

Задайте метод округления как Ceiling, Convergent, Floor, Nearest, Round, Simplest или Zero.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на Time Domain, и объект не находится в режиме максимальной точности.

`OverflowAction` — Действие переполнения для операций фиксированной точки
`Wrap` (значение по умолчанию) | `Saturate`

Задайте действие переполнения как Wrap или Saturate.

Зависимости

`ProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Custom`

Задайте тип данных с фиксированной точкой продукта как один из Full precision, Same as input или Custom.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на Time Domain.

`CustomProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

Задайте фиксированную точку продукта как масштабированный объект numerictype с Signedness Auto.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на Time Domain и свойство ProductDataType к Custom.

`AccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as product` | `Same as input` | `Custom`

Задайте тип данных с фиксированной точкой аккумулятора как один из Full precision, Same as product, Same as input или Custom.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда свойством Method является Time Domain.

`CustomAccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

Задайте фиксированную точку аккумулятора как масштабированный объект numerictype с Signedness Auto.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на Time Domain и свойство AccumulatorDataType к Custom.

`OutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`Same as accumulator` (значение по умолчанию) | `Same as product` | `Same as input` | `Custom`

Задайте выходной тип данных с фиксированной точкой как Same as accumulator, Same as product, Same as input или Custom.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда свойством Method является Time Domain.

`CustomOutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`numerictype([],16,15)` (значение по умолчанию) | numerictype

Задайте выходную фиксированную точку как масштабированный объект numerictype с Signedness Auto.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на Time Domain и свойство OutputDataType к Custom.

Использование

Для версий ранее, чем R2016b, используйте функцию step, чтобы запустить Систему object™ алгоритм. Аргументы к step являются объектом, который вы создали, сопровождаемый аргументами, показанными в этом разделе.

Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Синтаксис

y = ac(x)

Описание

пример

y = ac(x) вычисляет последовательность автокорреляции y для столбцов входа x.

Входные параметры

развернуть все

`x` Ввод данных
вектор | матрица | N-D массив

Ввод данных, заданный как вектор, матрица или N-D массив. Объект принимает многоканальные и многомерные входные параметры с комплексным знаком или с действительным знаком. Вход может быть сигналом фиксированной точки, когда вы устанавливаете свойство Method на 'Time Domain'. Когда входной сигнал является комплексным, выходной сигнал является комплексным.

Выходные аргументы

развернуть все

`y` — Autocorrelated вывод
вектор | матрица | N-D массив

Автокоррелированый вывод этих двух входных сигналов. Размер, тип данных и сложность выходных соответствий тот из входного сигнала.

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

развернуть все

Автокорреляция последовательности номера

Скрипт Open Live Script

Примечание: Если вы используете R2016a или более ранний релиз, заменяете каждый вызов объекта с эквивалентным синтаксисом step. Например, obj(x) становится step(obj,x).

ac1 = dsp.Autocorrelator;
% x is a column vector
x = (1:100)';
y = ac1(x);

Автокорреляция шумной синусоиды

Скрипт Open Live Script

Вычислите автокорреляцию синусоиды в белом Гауссовом шуме с аппроксимированными 95%-ми верхними и более низкими пределами достоверности.

S = rng('default');
% Sine wave with period N=4
x = 1.4*cos(pi/2*(1:100))'+randn(100,1); 
MaxLag = 20;
ac = dsp.Autocorrelator('MaximumLagSource',...
'Property','MaximumLag',MaxLag,'Scaling','Unity at zero-lag');
SigAutocorr = ac(x);
stem(SigAutocorr,'b','markerfacecolor',[0 0 1]);
line(1:MaxLag+1,1.96/sqrt(100)*ones(MaxLag+1,1),...
     'linestyle','-.','linewidth',2);
line(1:MaxLag+1,-1.96/sqrt(100)*ones(MaxLag+1,1),...
     'linestyle','-.','linewidth',2);
axis([1 20 -1 1]);
title('Sine Wave + Noise Autocorrelation'); xlabel('Lag');

Когда эти данные показывают, оценка автокорреляции демонстрирует четыре демонстрационных периодических синусоиды с отклонениями вне 95%-х белых Гауссовых шумовых пределов достоверности каждые две выборки.

Больше о

развернуть все

Автокорреляция

Автокорреляция является корреляцией сигнала с собой в различных моментах времени.

Для детерминированной последовательности дискретного времени, x(n), автокорреляция вычисляется с помощью следующего отношения:

$r_{x} (h) = \sum_{n = 0}^{N - h - 1} x^{*} (n) x (n + h) h = 0, 1, \dots, N - 1$

где h является задержкой, и * обозначает сопряженное комплексное число. Если вход является длиной, реализация N стационарного вероятностного процесса WSS, _rx (h) является оценкой теоретической автокорреляции:

$ρ_{x} (h) = E {x^{*} (n) x (n + h)}$

где E {} является оператором ожидания. Нормализация Unity at zero-lag делит каждое значение последовательности на оценку автокорреляции или автокорреляции в нулевой задержке.

$\frac{ρ_{x} (h)}{ρ_{x} (0)} = \frac{E {x^{*} (n) x (n + h)}}{E {| x (0) |^{2}}}$

Обычно используемая оценка теоретической автокорреляции вероятностного процесса WSS является смещенной оценкой:

${\hat{ρ}}_{x} (h) = \frac{1}{N} \sum_{k = 0}^{N - h - 1} x^{*} (n) x (n + h)$

Алгоритмы

развернуть все

Вычисление временного интервала

Когда вы устанавливаете область вычисления на время, алгоритм вычисляет автокорреляцию входного сигнала во временном интервале. Входной сигнал может быть сигналом фиксированной точки в этой области.

Последовательность автокорреляции, y, вычисляется с помощью этого уравнения:

$y_{i, j} = \sum_{k = 0}^{M - l - 1} u_{k, j}^{*} u_{(k + i), j}^{} 0 \leq i \leq l$

_y0,j является элементом нулевой задержки в j th столбец входа.
i является индексом задержки.
j является индексом столбца входных данных.
* обозначает сопряженное комплексное число.
M является числом элементов в каждом столбце.
l является максимальной положительной задержкой для автокорреляции. Когда вы принимаете решение вычислить автокорреляцию со всеми неотрицательными задержками, l =M–1. В противном случае l является максимальным неотрицательным целочисленным заданным значением задержки.
u является M-by-N входная матрица.

Вычисление частотного диапазона

Когда вы устанавливаете область вычисления на частоту, алгоритм вычисляет автокорреляцию в частотном диапазоне.

В этой области алгоритм вычисляет последовательность автокорреляции путем взятия преобразования Фурье входного сигнала, умножения преобразования Фурье с его сопряженным комплексным числом и взятия обратного преобразования Фурье продукта. В этой области, в зависимости от входной длины алгоритм может потребовать меньшего количества вычислений.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Документация

dsp. Автокоррелятор

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

MaximumLagSource — Источник максимальной задержки Auto (значение по умолчанию) | Property

MaximumLag — Максимальная положительная задержка 1 (значение по умолчанию) | 0 | положительное целое число

Зависимости

Масштабирование Масштабирование автокорреляционной функции None (значение по умолчанию) | Biased | Unbiased | Unity at zero-lag

Method — Область для вычислительных автокорреляций Time Domain (значение по умолчанию) | Frequency Domain

Свойства фиксированной точки

FullPrecisionOverride — Переопределение полной точности для вычислений с фиксированной точкой true (значение по умолчанию) | false

RoundingMethod — Округление метода для операций фиксированной точки Floor (значение по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

Зависимости

OverflowAction — Действие переполнения для операций фиксированной точки Wrap (значение по умолчанию) | Saturate

Зависимости

ProductDataType — Слово продукта и дробные длины Full precision (значение по умолчанию) | Same as input | Custom

Зависимости

CustomProductDataType — Слово продукта и дробные длины numerictype([],32,30) (значение по умолчанию) | numerictype

Зависимости

AccumulatorDataType — Слово аккумулятора и дробные длины Full precision (значение по умолчанию) | Same as product | Same as input | Custom

Зависимости

CustomAccumulatorDataType — Слово аккумулятора и дробные длины numerictype([],32,30) (значение по умолчанию) | numerictype

Зависимости

OutputDataType — Выведите слово и дробные длины Same as accumulator (значение по умолчанию) | Same as product | Same as input | Custom

Зависимости

CustomOutputDataType — Выведите слово и дробные длины numerictype([],16,15) (значение по умолчанию) | numerictype

Зависимости

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

x Ввод данных вектор | матрица | N-D массив

Выходные аргументы

y — Autocorrelated вывод вектор | матрица | N-D массив

Функции объекта

Примеры

Автокорреляция последовательности номера

Автокорреляция шумной синусоиды

Больше о

Автокорреляция

Алгоритмы

Вычисление временного интервала

Вычисление частотного диапазона

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Системные объекты

Представленный в R2012a

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`MaximumLagSource` — Источник максимальной задержки
`Auto` (значение по умолчанию) | `Property`

`MaximumLag` — Максимальная положительная задержка
`1` (значение по умолчанию) | `0` | положительное целое число

`Масштабирование` Масштабирование автокорреляционной функции
`None` (значение по умолчанию) | `Biased` | `Unbiased` | `Unity at zero-lag`

`Method` — Область для вычислительных автокорреляций
`Time Domain` (значение по умолчанию) | `Frequency Domain`

`FullPrecisionOverride` — Переопределение полной точности для вычислений с фиксированной точкой
`true` (значение по умолчанию) | `false`

`RoundingMethod` — Округление метода для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

`OverflowAction` — Действие переполнения для операций фиксированной точки
`Wrap` (значение по умолчанию) | `Saturate`

`ProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as input` | `Custom`

`CustomProductDataType` — Слово продукта и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

`AccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`Full precision` (значение по умолчанию) | `Same as product` | `Same as input` | `Custom`

`CustomAccumulatorDataType` — Слово аккумулятора и дробные длины
`numerictype([],32,30)` (значение по умолчанию) | numerictype

`OutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`Same as accumulator` (значение по умолчанию) | `Same as product` | `Same as input` | `Custom`

`CustomOutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`numerictype([],16,15)` (значение по умолчанию) | numerictype

`x` Ввод данных
вектор | матрица | N-D массив

`y` — Autocorrelated вывод
вектор | матрица | N-D массив

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.