Сгенерируйте окрашенный шумовой сигнал
dsp.ColoredNoise
Система object™ генерирует цветной шумовой сигнал со степенью спектральной плотностью (PSD) 1 / | f |α по его целому частотному диапазону. Обратная степень частоты, α, может быть любым значением в интервале [-2 2]
. Тип цветного шума, который генерирует объект, зависит от Цвета, который вы выбираете. Когда вы устанавливаете Color
к 'custom'
, можно задать плотность энергии шума через свойство InverseFrequencyPower.
Свойства размера и типа данных сгенерированного сигнала зависят от SamplesPerFrame, NumChannels и свойств OutputDataType.
Этот объект использует MATLAB® по умолчанию случайный поток, RandStream
. Сбросьте поток по умолчанию для повторяемых симуляций.
Сгенерировать окрашенный шумовым сигналом:
Создайте dsp.ColoredNoise
объект и набор его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.
Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.
создает цветной шумовой объект, cn
= dsp.ColoredNoisecn
, это выводит шум, сигнализируют об одной выборке или структурируют за один раз, с 1 / | f |α спектральная характеристика по ее целому частотному диапазону. Типичными значениями для α является α = 1 (розовый шум) и α = 2 (броуновский шум).
создает цветной шумовой объект с каждым заданным набором свойств к заданному значению. Заключите каждое имя свойства в одинарные кавычки. cn
= dsp.ColoredNoise(Name,Value
)
dsp.ColoredNoise('Color','pink');
создает цветной шумовой объект с cn
= dsp.ColoredNoise(pow,samp,numChan,Name,Value
)InverseFrequencyPower
набор свойств к pow, SamplesPerFrame
набор свойств к samp и NumChannels
набор свойств к numChan.
dsp.ColoredNoise(1,44.1e3,1,'OutputDataType','single');
создает цветной шумовой объект с cn
= dsp.ColoredNoise(color,samp,numChan,Name,Value
)Color
набор свойств к color, SamplesPerFrame
набор свойств к samp и NumChannels
набор свойств к numChan.
dsp.ColoredNoise('pink',1024,2,'OutputDataType','single');
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)
Рисунок показывает полный процесс генерации цветного шума.
Случайный потоковый генератор производит поток белого шума, который является или Гауссовым или универсальным в распределении. Окрашивающий фильтр применился к белому шуму, генерирует окрашенный шум с функцией степени спектральной плотности (PSD), данной:
Когда α, обратная степень частоты, равняется 0, никакой фильтр окраски не применяется к выходу случайного потокового генератора. Если ограниченная опция включена, выход является универсальным белым шумом с амплитудой между +1 и −1. Если ограниченный выход не включен, выход является Гауссовым белым шумом, и значения не ограничены между +1 и −1. Если α установлен в значение, то окрашивающий фильтр применяется к выходу случайного потокового генератора. Если ограниченная выходная опция включена, усиление, g применяется к выходу окрашивающего фильтра, чтобы гарантировать, что абсолютный максимум выход никогда не превышает 1
.
Для получения дополнительной информации на цветных шумовых процессах и как значение α влияет на PSD цветного шума, смотрите Цветные Шумовые Процессы.
Когда обратная энергия частоты, α положителен, цветной шум, произведена с помощью модели автоматического регрессивного (AR) порядка 63. Коэффициенты AR:
Розовые и коричневые шумы являются особыми случаями, которые сгенерированы от специально настроенных фильтров SOS порядков 12 и 10, соответственно. Эти фильтры оптимизированы для лучшей производительности.
Когда обратная энергия частоты, α отрицателен, цветной шум, произведена с помощью модели скользящего среднего значения (MA) порядка 255. Коэффициенты MA:
Фиолетовый шум сгенерирован от фильтра первого порядка, B = [1 −1].
Окрашивающие примененные фильтры (кроме розового, коричневого цвета, и фиолетовый) детализированы на стр 820–822 в [2].
[1] Beran, J., И. Фэн, С. Гош, и Р. Кулик, процессы хорошей памяти: вероятностные свойства и статистические методы. Нью-Йорк: Спрингер, 2013.
[2] Кэсдин, Нью-Джерси. "Дискретная Симуляция Цветных Шумовых и Стохастических процессов и Генерации Шума Закона о Степени 1/fα". Продолжения IEEE®, Издания 83, № 5, 1995, стр 802–827.