Корреляция

Взаимная корреляция двух входов

Библиотека:
Инструментарий/статистика системы DSP

Описание

Блок корреляции вычисляет взаимную корреляцию двух N-D входных массивов по первому измерению. Вычисление может выполняться во временной или частотной области. Можно указать домен с помощью параметра Домен вычислений. Во временной области блок свертывает первый входной сигнал u с обращенным во времени комплексным сопряжением второго входного сигнала v. В частотной области для вычисления взаимной корреляции блок:

Принимает преобразование Фурье обоих входных сигналов, U и V.
Умножает U и V *, где * обозначает комплексное сопряжение.
Вычисляет обратное преобразование Фурье произведения.

Если для области вычисления задано значение Fastestблок выбирает область, которая минимизирует количество вычислений. Сведения об этих методах вычисления см. в разделе Алгоритмы.

Порты

Вход

развернуть все

`Port_1` - Первый входной сигнал данных
вектор | матрица | массив N-D

Блок принимает вещественные или комплексные многоканальные и многомерные входы. Входной сигнал может быть сигналом с фиксированной точкой, если для области вычисления задано значение Time. Когда один или оба входных сигнала являются комплексными, выходной сигнал также является комплексным.

`Port_2` - Второй сигнал ввода данных
вектор | матрица | массив N-D

Продукция

развернуть все

`Port_1` - Кросс-коррелированный выход
вектор | матрица | массив N-D

Кросс-коррелированный выход двух входных сигналов.

Когда входами являются N-D массивы, объект выводит N-D массив, где все размеры, за исключением первого размера, совпадают с входным массивом. Например,

Когда входы u и v имеют размеры _Mu-by-N-by-P и _Mv-by-N-by-P соответственно, блок корреляции выводит _{матрицу (Mu} + _Mv-1) -by-N-by-P.
Когда входы u и v имеют размеры _Mu-на-N и _Mv-на-N, блок выводит _{матрицу (Mu} + _Mv-1) -на-N .

Если один вход является вектором столбца, а другой вход является N-D массивом, блок корреляции вычисляет взаимную корреляцию вектора с каждым столбцом в N-D массиве. Например,

Когда входной u является вектором _Mu-by-1 столбца, а v является матрицей _Mv-на-N, блок выводит матрицу (_Mu + _Mv-1) -на-N .
Аналогично, когда u и v являются векторами столбцов с длинами _Mu и _Mv соответственно, блок выполняет векторную взаимную корреляцию.

Параметры

развернуть все

Главная вкладка

`Computation domain` - Домен, в котором блок вычисляет взаимную корреляцию
`Time` (по умолчанию) | `Frequency` | `Fastest`

Time - вычисляет взаимную корреляцию во временной области, что минимизирует использование памяти.
Frequency - вычисляет взаимную корреляцию в частотной области. Дополнительные сведения см. в разделе Алгоритмы.
Fastest - вычисляет взаимную корреляцию в области, которая минимизирует количество вычислений.

Для перекрестной корреляции сигналов с фиксированной точкой установите для этого параметра значение Time.

Вкладка «Типы данных»

Примечание

Сигналы с фиксированной точкой поддерживаются только во временной области. Чтобы использовать эти параметры, на вкладке Главная (Main) установите в поле Область вычисления (Computation domain) значение Time.

`Rounding mode` - Метод операции округления
`Floor` (по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

Укажите режим округления для операций с фиксированной точкой как одно из следующих:

Floor
Ceiling
Convergent
Nearest
Round
Simplest
Zero

Дополнительные сведения см. в разделе Режим округления.

Примечание

Режим Округления (Rounding) и Сатурат (Saturate) для параметров переполнения целых чисел не влияют на числовые результаты при выполнении всех этих условий:

Тип выходных данных продукта: Inherit: Inherit via internal rule.
Тип данных аккумулятора: Inherit: Inherit via internal rule.
Тип выходных данных: Inherit: Same as accumulator.

С этими настройками типа данных блок работает в режиме полной точности.

`Saturate on integer overflow` - Метод действия переполнения
off (по умолчанию) | on

При выборе этого параметра блок насыщает результат операции с фиксированной точкой. При сбросе этого параметра блок переносит результат операции с фиксированной точкой. Для получения подробной информации о saturate и wrap, см. режим переполнения для операций с фиксированной точкой.

Примечание

Режим Округления (Rounding) и Насыщение (Saturate) для параметров переполнения целых чисел не влияют на числовые результаты при выполнении всех этих условий:

Тип выходных данных продукта: Inherit: Inherit via internal rule.
Тип данных аккумулятора: Inherit: Inherit via internal rule.

С этими настройками типа данных блок работает в режиме полной точности.

`Product output` - Тип выходных данных продукта
`Inherit: Inherit via internal rule` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `fixdt([],16,0)`

Вывод продукта определяет тип данных вывода операции продукта в блоке Корреляция. Дополнительные сведения о типе выходных данных продукта см. в разделах «Типы данных умножения» и «Преобразование с фиксированной точкой» в разделе «Расширенные возможности».

Inherit: Inherit via internal rule - блок наследует тип выходных данных продукта на основе внутреннего правила. Дополнительные сведения об этом правиле см. в разделе Наследование через внутреннее правило.
Inherit: Same as input - Блок определяет тип выходных данных продукта, который должен совпадать с типом входных данных.
fixdt([],16,0) - Блок задает тип данных с автозаписью, двоичной точкой, масштабированием, фиксированной точкой с длиной слова 16 бит и длиной дроби 0.

Кроме того, можно задать тип выходных данных продукта с помощью помощника по типам данных. Для использования помощника нажмите кнопку Show data type assistant.

Дополнительные сведения об помощнике по типам данных см. в разделе Указание типов данных с помощью помощника по типам данных (Simulink).

`Accumulator` - Тип данных аккумулятора
`Inherit: Inherit via internal rule` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

Аккумулятор определяет тип данных выхода операции накопления в блоке корреляции. Примеры использования типа данных накопителя в этом блоке см. в разделе «Преобразование фиксированных точек» раздела «Расширенные возможности».

Inherit: Inherit via internal rule - блок наследует тип данных накопителя на основе внутреннего правила. Дополнительные сведения об этом правиле см. в разделе Наследование через внутреннее правило.
Inherit: Same as input - Блок определяет тип данных накопителя, который должен совпадать с типом входных данных.
Inherit: Same as product output - Блок определяет тип данных накопителя, который должен совпадать с типом выходных данных продукта.
fixdt([],16,0) - Блок задает тип данных с автозаписью, двоичной точкой, масштабированием, фиксированной точкой с длиной слова 16 бит и длиной дроби 0.

Кроме того, тип данных Accumulator можно задать с помощью помощника по типам данных. Для использования помощника нажмите кнопку Show data type assistant.

`Output` - Тип выходных данных
`Inherit: Same as accumulator` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

Output указывает тип данных вывода блока Correlation. Дополнительные сведения о типе выходных данных см. в разделе «Преобразование фиксированных точек» раздела «Расширенные возможности».

Inherit: Same as input - Блок определяет тип выходных данных, который должен совпадать с типом входных данных.
Inherit: Same as product output - Блок определяет тип выходных данных, который должен совпадать с типом выходных данных продукта.
Inherit: Same as accumulator - Блок определяет тип выходных данных, который должен совпадать с типом данных накопителя.
fixdt([],16,0) - Блок задает тип данных с автозаписью, двоичной точкой, масштабированием, фиксированной точкой с длиной слова 16 бит и длиной дроби 0.

Кроме того, можно задать тип выходных данных с помощью помощника по типам данных. Для использования помощника нажмите кнопку Show data type assistant.

`Output Minimum` - Блок минимального значения может выводиться
`[]` (по умолчанию) | скаляр

Укажите минимальное значение, которое может выводить блок. Программное обеспечение Simulink ® использует это минимальное значение для выполнения следующих действий :

Проверка диапазона моделирования. См. раздел Определение диапазонов сигналов (Simulink).
Автоматическое масштабирование типов данных с фиксированной точкой.

`Output Maximum` - Максимальное значение, которое может вывести блок
`[]` (по умолчанию) | скаляр

Укажите максимальное значение, которое может выводить блок. Программное обеспечение Simulink использует это максимальное значение для выполнения следующих действий:

Проверка диапазона моделирования. См. раздел Определение диапазонов сигналов (Simulink).
Автоматическое масштабирование типов данных с фиксированной точкой.

`Lock data type settings against changes by the fixed-point tools` - Предотвращение переопределения типов данных инструментами с фиксированной точкой
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы инструменты с фиксированной точкой не переопределяли типы данных, заданные в диалоговом окне блока.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Подробнее

развернуть все

Взаимная корреляция

Взаимная корреляция является мерой подобия двух дискретных временных последовательностей как функции запаздывания одной относительно другой.

Для двух N детерминированных входов или реализаций совместно широкополосных стационарных (WSS) случайных процессов x и y взаимная корреляция вычисляется с использованием следующей зависимости:

$\begin{array}{l} _{rxy} (h) \begin{array}{l} _{}^{} ={∑n=0N−h−1x (n^{+} h) & y * (n \\ )_{}^{} & 0≤h≤N−1ryx * (h \end{array} \end{array}$ ) − (N − 1) ≤h≤0

где h - запаздывание, а * - комплексный конъюгат. Если входами являются реализации совместно стационарных случайных процессов WSS, _rxy (h) - ненормализованная оценка теоретической взаимной корреляции:

$_{αxy} (h) = E {x (^{n} + h$ ) y * (n)}

где E {} - оператор ожидания.

Алгоритмы

развернуть все

Расчет во временной области

При установке области вычисления во время алгоритм вычисляет взаимную корреляцию двух сигналов во временной области. Входные сигналы могут быть сигналами с фиксированной точкой в этой области.

Коррелировать два массива 2-D

Если входами являются два массива 2-D, j-й столбец выходного сигнала, _yuv, имеет следующие элементы:

$\begin{array}{l} _{yuv (i,} j)_{}^{_{=∑k=0max} (_{} Mu,}_{Mv)}^{-}_{1uk, j}^{} * v ( k + i),_{j} \\ _{} {0≤i<Mvyuv}_{(i, j)}^{=} yvu ( − i , j ) * − Mu < i < 0_{} \end{array}$

где:

* обозначает комплексный конъюгат.
u - входная матрица _Mu-by-N.
v - входная матрица _Mv-by-N.
_yu, v - _{матрица (Mu} + _Mv-1) - по-N.

Входы u и v равны нулю при индексировании вне допустимых диапазонов.

Корреляция вектора столбца с массивом 2-D

Когда один вход является вектором столбца, а другой вход является массивом 2-D, алгоритм независимо перекрестно коррелирует входной вектор с каждым столбцом массива 2-D. j-й столбец выходного сигнала, _yu, v, имеет следующие элементы :

$\begin{array}{l} _{yuv (i,} j)_{}^{_{=∑k=0max} (_{} Mu,}_{Mv}^{)}_{- 1uk *}^{} v ( k + i), j_{} \\ _{} 0\leqi<Mvyuv_{(i, j) =}^{} yvu ( − i , j ) * − Mu < i < 0_{} \end{array}$

где:

* обозначает комплексный конъюгат.
u - вектор _Mu-by-1 столбца.
v - матрица _Mv-by-N.
_yuv представляет собой _{матрицу (Mu} + _Mv-1) -by-N.

Входы u и v равны нулю при индексировании вне допустимых диапазонов.

Корреляция двух векторов столбцов

Когда входы представляют собой два вектора столбцов, j-й столбец выхода, _yuv, имеет следующие элементы:

$\begin{array}{l} _{yuv (i})_{}^{{=∑k=0max}_{} (_{Mu},} {Mv}_{)}^{} -_{1uk}^{} * v ( k + i )_{} \\ _{0\leqi<Mvyuv (} i)_{= yvu}^{} ( − i ) * − Mu < i < 0_{} \end{array}$

где:

* обозначает комплексный конъюгат.
u - вектор _Mu-by-1 столбца.
v - вектор _Mv-by-1 столбца.
_yuv представляет вектор _{столбца (Mu} + _Mv-1) -by-1.

Входы u и v равны нулю при индексировании вне допустимых диапазонов.

Вычисление частотной области

При задании частотной области вычисления алгоритм вычисляет взаимную корреляцию в частотной области.

Для вычисления взаимной корреляции алгоритм:

Принимает преобразование Фурье обоих входных сигналов, U и V.
Умножает U и V *, где * обозначает комплексное сопряжение.
Вычисляет обратное преобразование Фурье произведения.

В этой области, в зависимости от длины ввода, алгоритм может требовать меньше вычислений.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

На следующей диаграмме показаны типы данных, используемые блоком корреляции для сигналов с фиксированной точкой (только во временной области).

На вкладке «Типы данных» блока можно задать типы выходных данных продукта, накопителя и выходных данных.

Когда входной сигнал является реальным, выходной сигнал множителя находится в виде выходных данных произведения. Когда входной сигнал является сложным, выходной сигнал умножителя находится в накопительном типе данных. Для получения подробной информации о выполненном комплексном умножении см. Типы данных умножения.

Примечание

Когда один или оба входных сигнала являются сигналами фиксированной точки, все типы данных внутреннего блока являются фиксированными точками. Внутренние типы блочных данных являются неназначенными фиксированными точками, только если оба входа являются неназначенными фиксированными сигналами.

См. также

Блоки

Автокорреляция

Представлен до R2006a

Документация

Корреляция

Описание

Порты

Вход

`Port_1` - Первый входной сигнал данных
вектор | матрица | массив N-D

`Port_2` - Второй сигнал ввода данных
вектор | матрица | массив N-D

Продукция

`Port_1` - Кросс-коррелированный выход
вектор | матрица | массив N-D

Параметры

Главная вкладка

`Computation domain` - Домен, в котором блок вычисляет взаимную корреляцию
`Time` (по умолчанию) | `Frequency` | `Fastest`

Вкладка «Типы данных»

`Rounding mode` - Метод операции округления
`Floor` (по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

`Saturate on integer overflow` - Метод действия переполнения
off (по умолчанию) | on

`Product output` - Тип выходных данных продукта
`Inherit: Inherit via internal rule` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `fixdt([],16,0)`

`Accumulator` - Тип данных аккумулятора
`Inherit: Inherit via internal rule` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

`Output` - Тип выходных данных
`Inherit: Same as accumulator` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

`Output Minimum` - Блок минимального значения может выводиться
`[]` (по умолчанию) | скаляр

`Output Maximum` - Максимальное значение, которое может вывести блок
`[]` (по умолчанию) | скаляр

`Lock data type settings against changes by the fixed-point tools` - Предотвращение переопределения типов данных инструментами с фиксированной точкой
`off` (по умолчанию) | `on`

Характеристики блока

Подробнее

Взаимная корреляция

Алгоритмы

Расчет во временной области

Вычисление частотной области

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Блоки

Документация по системной панели инструментов DSP

Поддержка

Документация

Корреляция

Описание

Порты

Вход

Port_1 - Первый входной сигнал данных вектор | матрица | массив N-D

Port_2 - Второй сигнал ввода данных вектор | матрица | массив N-D

Продукция

Port_1 - Кросс-коррелированный выход вектор | матрица | массив N-D

Параметры

Главная вкладка

Computation domain - Домен, в котором блок вычисляет взаимную корреляцию Time (по умолчанию) | Frequency | Fastest

Вкладка «Типы данных»

Rounding mode - Метод операции округления Floor (по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

Saturate on integer overflow - Метод действия переполнения off (по умолчанию) | on

Product output - Тип выходных данных продукта Inherit: Inherit via internal rule (по умолчанию) | Inherit: Same as input | fixdt([],16,0)

Accumulator - Тип данных аккумулятора Inherit: Inherit via internal rule (по умолчанию) | Inherit: Same as input | Inherit: Same as product output | fixdt([],16,0)

Output - Тип выходных данных Inherit: Same as accumulator (по умолчанию) | Inherit: Same as input | Inherit: Same as product output | fixdt([],16,0)

Output Minimum - Блок минимального значения может выводиться [] (по умолчанию) | скаляр

Output Maximum - Максимальное значение, которое может вывести блок [] (по умолчанию) | скаляр

Lock data type settings against changes by the fixed-point tools - Предотвращение переопределения типов данных инструментами с фиксированной точкой off (по умолчанию) | on

Характеристики блока

Подробнее

Взаимная корреляция

Алгоритмы

Расчет во временной области

Вычисление частотной области

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Блоки

Документация по системной панели инструментов DSP

Поддержка

`Port_1` - Первый входной сигнал данных
вектор | матрица | массив N-D

`Port_2` - Второй сигнал ввода данных
вектор | матрица | массив N-D

`Port_1` - Кросс-коррелированный выход
вектор | матрица | массив N-D

`Computation domain` - Домен, в котором блок вычисляет взаимную корреляцию
`Time` (по умолчанию) | `Frequency` | `Fastest`

`Rounding mode` - Метод операции округления
`Floor` (по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

`Saturate on integer overflow` - Метод действия переполнения
off (по умолчанию) | on

`Product output` - Тип выходных данных продукта
`Inherit: Inherit via internal rule` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `fixdt([],16,0)`

`Accumulator` - Тип данных аккумулятора
`Inherit: Inherit via internal rule` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

`Output` - Тип выходных данных
`Inherit: Same as accumulator` (по умолчанию) | `Inherit: Same as input` | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

`Output Minimum` - Блок минимального значения может выводиться
`[]` (по умолчанию) | скаляр

`Output Maximum` - Максимальное значение, которое может вывести блок
`[]` (по умолчанию) | скаляр

`Lock data type settings against changes by the fixed-point tools` - Предотвращение переопределения типов данных инструментами с фиксированной точкой
`off` (по умолчанию) | `on`

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.