Variance

Отклонение входа или последовательности входов

Библиотека:
Системный тулбокс/статистика DSP

Описание

Блок Variance вычисляет объективные отклонения каждой строки или столбца входа или вдоль векторов заданного измерения из входа. Это также может вычислить отклонение всего входа. Можно задать размерность, используя параметр Find the variance value over. Блок Variance может также отслеживать отклонение в последовательности входов в течение периода времени. Чтобы отследить отклонение в последовательности входов, выберите параметр Running variance.

Примечание

Режим Running в блоке Variance будет удален в следующем релизе. Чтобы вычислить отклонение в Simulink^®Вместо этого используйте блок Moving Variance.

Порты

Вход

расширить все

`In` - Вход данных
вектор | матрица | N массив -D

Блок принимает реальные или комплексные многоканальные и многомерные входы.

Этот порт не называется, пока вы не выберете параметр Running variance и не установите параметр Reset port на любую опцию, кроме None.

`Rst` - Порт сброса
скаляр

Задайте событие, которое заставляет блок сбросить текущее отклонение. Время дискретизации входного входа Rst должно быть положительным целым числом, кратным времени входного шага расчета.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Running variance и установите параметр Reset port на любую опцию, кроме None.

Выход

расширить все

`Port_1` - Отклонение по заданному измерению
Скаляр | вектор | матрица | N массив -D

Когда вы не выбираете параметр Running variance, блок вычисляет отклонение в каждой строке или столбце входа или вдоль векторов заданного измерения из входа. Это также может вычислить отклонение всего входа в каждом отдельном шаге расчета. Каждый элемент массива выхода y - отклонение соответствующего столбца, строки или всего входа. Массив выхода y зависит от настройки параметра Find the variance value over.

Рассмотрим трехмерный входной сигнал размера M -by- N -by- P. Когда вы устанавливаете Find the variance value over на:

Entire input - Вывод в каждом шаге расчета является скаляром, который содержит отклонение M входной матрицы N -by- P -by-.
Each row - Вывод в каждый шаг расчета состоит из массива M -by-1-by- P, где каждый элемент содержит отклонение каждого вектора по второму измерению входа. Для входного сигнала M -by N матрицы выходом в каждом шаге расчета является вектор- M-на-1 столбец.
Each column - Вывод в каждом шаге расчета состоит из массива 1-by- N -by- P, где каждый элемент содержит отклонение каждого вектора по первому измерению входной размерности. Для M -by N матричного входа, выход в каждом шаге расчета является вектором-строкой N 1 байт.
В этом режиме блок обрабатывает длинно- M неориентированные векторные входы как M векторы-на-1.
Specified dimension - Вывод в каждом шаге расчета зависит от значения параметра Dimension. Если вы устанавливаете Dimension равной 1, выходы те же, что и при выборе Each column. Если вы устанавливаете Dimension равной 2, выходы те же, что и при выборе Each row. Если вы устанавливаете Dimension равной 3, выходы в каждом шаге расчета являются M -by - N матрицей, содержащей отклонение каждого вектора по третьему измерению входной размерности.

Когда вы выбираете Running variance, блок отслеживает отклонение каждого канала во временной последовательности входов. В этом режиме вы также должны задать значение для параметра Input processing. Когда вы устанавливаете Input processing на:

Elements as channels (sample based) - Блок обрабатывает каждый элемент входа как отдельный канал. Для трехмерного входного сигнала размера M -by- N -by- P, блок выводит массив M -by- N -by- P. Каждый yijk _{элемента} выхода содержит отклонение uijk _{элемента} для всех входов с момента последнего сброса.
Когда происходит событие сброса, отклонение _yijk в текущей системе координат сбрасывается в _uijk элемента.
Columns as channels (frame based) - Блок обрабатывает каждый столбец входа как отдельный канал. Эта опция не поддерживает входные сигналы с более чем двумя размерностями. Для двумерного входного сигнала размера M -by - N, блок выводит матрицу M -by - N. Каждый _{элемент} yij выхода содержит отклонение элементов в j-м столбце всех входов с момента последнего сброса, вплоть до элемента uij текущего входа.
Когда происходит событие сброса, отклонение хода для каждого канала становится отклонением всех выборок в текущем входном кадре, вплоть до текущей входной выборки.

Тип данных выхода соответствует типу данных входа.

Параметры

расширить все

Главная вкладка

`Running variance` - Опция для выбора отклонения хода
off (по умолчанию) | on

Когда вы выбираете параметр Running variance, блок отслеживает значение отклонения каждого канала во временной последовательности входов.

`Find the variance value over` - Размерность, по которой вычисляется отклонение
`Each column` (по умолчанию) | `Entire input` | `Each row` | `Specified dimension`

Each column - Блок выводит отклонение по каждому столбцу.
Each row - Блок выводит отклонение по каждой строке.
Entire input - Блок выводит отклонение по всему входу.
Specified dimension - Блок выводит отклонение по размеру, заданному в параметре Dimension.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите параметр Running variance.

`Dimension` - Пользовательская размерность
`1` (по умолчанию) | скаляром

Задайте размерность (основанное на одном значении) входного сигнала, над которым вычисляется отклонение. Значение этого параметра должно быть больше 0 и меньше или равным количеству размерностей в входном сигнале.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Find the variance value over равным Specified dimension.

`Input processing` - Метод обработки входов в рабочем режиме
`Columns as channels (frame based)` (по умолчанию) | `Elements as channels (sample based)`

Columns as channels (frame based) - Блок обрабатывает каждый столбец входа как отдельный канал. Эта опция не поддерживает входные сигналы с более чем двумя размерностями. Для двумерного входного сигнала размера M -by - N, блок выводит матрицу M -by - N. Каждый _{элемент} yij выхода содержит отклонение элементов в j-м столбце всех входов с момента последнего сброса, вплоть до элемента uij текущего входа.
Когда происходит событие сброса, отклонение хода для каждого канала становится отклонением всех выборок в текущем входном кадре, вплоть до текущей входной выборки.
Elements as channels (sample based) - Блок обрабатывает каждый элемент входа как отдельный канал. Для трехмерного входного сигнала размера M -by- N -by- P, блок выводит массив M -by- N -by- P. Каждый yijk _{элемента} выхода содержит отклонение uijk _{элемента} для всех входов с момента последнего сброса.
Когда происходит событие сброса, отклонение _yijk в текущей системе координат сбрасывается в _uijk элемента.
Входные параметры переменного размера
Когда ваши входы имеют переменный размер, и вы выбираете параметр Running variance, то:
- Если вы устанавливаете параметр Input processing равным Elements as channels (sample based), состояние сбрасывается.
- Если вы устанавливаете параметр Input processing равным Columns as channels (frame based), затем:
  - Когда различие в размере входа находится в количестве каналов (количестве столбцов), состояние сбрасывается.
  - Когда различие в размере входа находится в длине каналов (количество строк), состояние не сбрасывается, и выполняемая операция выполняется как обычно.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Running variance.

`Reset port` - Событие сброса
`None` (по умолчанию) | `Rising edge` | `Falling edge` | `Either edge` | `Non-zero sample`

Блок сбрасывает отклонение при каждом обнаружении события сброса в опциональном порте Rst. Шаг расчета сброса должен быть положительным целым числом, кратным входом шага расчета.

Когда происходит событие сброса, когда параметру Input processing задано значение Elements as channels (sample based)Отклонение хода для каждого канала инициализируется в значение в соответствующем канале текущего входа. Точно так же, когда параметр Input processing установлен в Columns as channels (frame based), текущее отклонение для каждого канала становится отклонением всех выборок в текущем входном кадре, вплоть до текущего входа выборки.

Используйте этот параметр, чтобы задать событие сброса.

None - Отключение порта Rst.
Rising edge - Запускает операцию сброса, когда вход Rst делает одно из следующего:
- Повышается с отрицательного значения до положительного значения или нуля.
- Поднимается с нуля до положительного значения, где подъем не является продолжением подъёма с отрицательного значения до нуля.
Falling edge - Запускает операцию сброса, когда вход Rst делает одно из следующего:
- Падает от положительного значения до отрицательного значения или нуля.
- Падает с нуля до отрицательного значения, где падение не является продолжением падения с положительного значения до нуля.
Either edge - Запускает операцию сброса, когда вход Rst является Rising edge или Falling edge.
Non-zero sample - Запускает операцию сброса в каждом шаге расчета, когда вход Rst не равен нулю.

Примечание

При выполнении симуляций в многозадачном режиме Simulink сигналы сброса имеют задержку в одну выборку. Поэтому, когда блок обнаруживает событие сброса, происходит задержка с одной выборкой на скорости порта сброса, прежде чем блок применяет сброс. Для получения дополнительной информации о задержках и режимах задачи Simulink, смотрите Избыточную алгоритмическую задержку (Задержка Задачи) и Основанное на времени Планирование и Генерация кода (Simulink Coder).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Running variance.

Вкладка «Типы данных»

Примечание

Чтобы использовать эти параметры, вход данных должен быть фиксированной точкой. Для всех других входов параметры на вкладке Data Types игнорируются.

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

Задайте режим округления для операций с фиксированной точкой. Для получения дополнительной информации смотрите режим округления.

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

Когда вы выбираете этот параметр, блок насыщает результат своей операции с фиксированной точкой. Когда вы очищаете этот параметр, блок переносит результат своей операции с фиксированной точкой. Для получения дополнительной информации о saturate и wrap, см. Режим переполнения для операций с фиксированной точкой.

`Input-squared product output` - Тип данных входно-квадратного термина
`Same as input` (по умолчанию) | `Binary point scaling`

Квадраты входных элементов хранятся в Input-squared product output типе данных. Если вход сложен, квадраты действительной и мнимой частей входа сохраняются в этом типе данных. Для получения дополнительной информации см. раздел Фиксированная точка.

Можно задать этот параметр как:

Inherit: Same as input - Тип данных совпадает с типом входных данных.
Binary point scaling - Тип данных Input-squared product output использует двоичное масштабирование точек. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля для задания Word length и Fraction length. От входа наследуется Signedness.

`Input-sum-squared product` - Тип данных термина «вход-сумма-квадрат»
`Same as input-squared product` (по умолчанию) | `Binary point scaling`

Квадраты суммы входных элементов хранятся в Input-sum-squared product типе данных. Если вход сложен, квадраты суммы вещественных частей и квадраты суммы мнимых частей сохраняются в этом типе данных. Для получения дополнительной информации см. раздел Фиксированная точка.

Можно задать этот параметр как:

Same as input-squared product - Тип данных совпадает с типом данных входного квадратного произведения.
Binary point scaling - Тип данных Input-sum-squared product использует двоичное масштабирование точек. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля для задания Word length и Fraction length. От входа наследуется Signedness.

`Accumulator` - Тип данных аккумулятора
`Same as input-squared product` (по умолчанию) | `Same as input` | `Binary point scaling`

Accumulator задает тип данных выхода операции накопления в блоке Variance. Смотрите Fixed Point для рисунков, изображающих использование типа данных аккумулятора в этом блоке.

Можно задать этот параметр как:

Same as input-squared product - Тип данных аккумулятора совпадает с типом данных продукта с входным квадратом.
Same as input - Тип данных аккумулятора совпадает с типом входных данных.
Binary point scaling - Тип данных Accumulator использует двоичное масштабирование точек. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля для задания Word length и Fraction length. От входа наследуется Signedness.

`Output` - Тип выходных данных
`Same as input-squared product` (по умолчанию) | `Same as accumulator` | `Same as input` | `Binary point scaling`

Output задает тип данных выхода блока Variance. Информацию об использовании типа выходных данных в этом блоке см. в разделе Фиксированная точка. Вы можете установить его на:

Same as input-squared product - Тип выходных данных совпадает с типом данных продукта с входным квадратом.
Same as accumulator - выход данных совпадает с типом данных аккумулятора.
Same as input - выход данных совпадает с типом входных данных.
Binary point scaling - Тип данных Output использует двоичное масштабирование точек. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля для задания Word length и Fraction length. От входа наследуется Signedness.

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

Выберите этот параметр, чтобы предотвратить переопределение инструментами с фиксированной точкой типов данных, заданных в блоке.

Характеристики блоков

Типы данных	`double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Подробнее о

расширить все

Отклонение

Дисперсия сигнала в дискретном времени является квадратом стандартного отклонения сигнала. Дисперсия дает меру отклонения сигнала от его среднего значения.

Для чисто действительного или мнимого входа, u, размера M -by - N, отклонение задается:

$y = σ^{2} = \frac{\sum_{i = 1}^{M} \sum_{j = 1}^{N} {| u_{i j} |}^{2} - \frac{{| \sum_{i = 1}^{M} \sum_{j = 1}^{N} u_{i j} |}^{2}}{M * N}}{M * N - 1} .$

где,

_uij является элементом входных данных в индексах i, j.
M - длина j-го столбца.
N - количество столбцов.

Для комплексных входов отклонение задаётся следующим уравнением:

$σ^{2} = σ_{Re}^{2} + σ_{Im}^{2}$

где,

_σRe² - отклонение вещественной части комплексного входа.
_σIm² - отклонение мнимой части комплексного входа.

Алгоритмы

расширить все

Отклонение

Когда вы очищаете параметр Running variance в блоке и задаете размерность, блок выдает результаты, идентичные MATLAB^® var функция, когда она вызывается как y = var(u,0,D), где,

u - вход данных.
D - размерность.
y - дисперсия по заданному измерению.

Когда этот блок вычисляет отклонение по всему входу, результат идентичен вызову var функционировать как y = var(u(:)).

Для комплексного входного сигнала отклонение является суммой отклонений действительной и мнимой частей.

$σ^{2} = σ_{Re}^{2} + σ_{Im}^{2}$

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Преобразование с фиксированной точкой
Разрабатывайте и моделируйте системы с фиксированной точкой с помощью Fixed-Point Designer™.

Для чисто действительных или мнимых входных u размера M -by - N, отклонение задается:

$y = σ^{2} = \frac{\sum_{i = 1}^{M} \sum_{j = 1}^{N} {| u_{i j} |}^{2} - \frac{{| \sum_{i = 1}^{M} \sum_{j = 1}^{N} u_{i j} |}^{2}}{M * N}}{M * N - 1} .$

Следующая схема показывает типы данных, используемые в блоке Variance, когда вход является фиксированной точкой.

Для комплексных входов отклонение задаётся следующим уравнением:

$σ^{2} = σ_{Re}^{2} + σ_{Im}^{2}$

См. также

Представлено до R2006a

Документация

Variance

Описание

Порты

Вход

In - Вход данных вектор | матрица | N массив -D

Rst - Порт сброса скаляр

Зависимости

Выход

Port_1 - Отклонение по заданному измерению Скаляр | вектор | матрица | N массив -D

Параметры

Главная вкладка

Running variance - Опция для выбора отклонения хода off (по умолчанию) | on

Find the variance value over - Размерность, по которой вычисляется отклонение Each column (по умолчанию) | Entire input | Each row | Specified dimension

Зависимости

Dimension - Пользовательская размерность 1 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Input processing - Метод обработки входов в рабочем режиме Columns as channels (frame based) (по умолчанию) | Elements as channels (sample based)

Зависимости

Reset port - Событие сброса None (по умолчанию) | Rising edge | Falling edge | Either edge | Non-zero sample

Зависимости

Вкладка «Типы данных»

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

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

Input-squared product output - Тип данных входно-квадратного термина Same as input (по умолчанию) | Binary point scaling

Input-sum-squared product - Тип данных термина «вход-сумма-квадрат» Same as input-squared product (по умолчанию) | Binary point scaling

Accumulator - Тип данных аккумулятора Same as input-squared product (по умолчанию) | Same as input | Binary point scaling

Output - Тип выходных данных Same as input-squared product (по умолчанию) | Same as accumulator | Same as input | Binary point scaling

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

Характеристики блоков

Подробнее о

Отклонение

Алгоритмы

Отклонение

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Преобразование с фиксированной точкой Разрабатывайте и моделируйте системы с фиксированной точкой с помощью Fixed-Point Designer™.

См. также

Функции

Объекты

Блоки

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`In` - Вход данных
вектор | матрица | N массив -D

`Rst` - Порт сброса
скаляр

`Port_1` - Отклонение по заданному измерению
Скаляр | вектор | матрица | N массив -D

`Running variance` - Опция для выбора отклонения хода
off (по умолчанию) | on

`Find the variance value over` - Размерность, по которой вычисляется отклонение
`Each column` (по умолчанию) | `Entire input` | `Each row` | `Specified dimension`

`Dimension` - Пользовательская размерность
`1` (по умолчанию) | скаляром

`Input processing` - Метод обработки входов в рабочем режиме
`Columns as channels (frame based)` (по умолчанию) | `Elements as channels (sample based)`

`Reset port` - Событие сброса
`None` (по умолчанию) | `Rising edge` | `Falling edge` | `Either edge` | `Non-zero sample`

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

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

`Input-squared product output` - Тип данных входно-квадратного термина
`Same as input` (по умолчанию) | `Binary point scaling`

`Input-sum-squared product` - Тип данных термина «вход-сумма-квадрат»
`Same as input-squared product` (по умолчанию) | `Binary point scaling`

`Accumulator` - Тип данных аккумулятора
`Same as input-squared product` (по умолчанию) | `Same as input` | `Binary point scaling`

`Output` - Тип выходных данных
`Same as input-squared product` (по умолчанию) | `Same as accumulator` | `Same as input` | `Binary point scaling`

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

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

Преобразование с фиксированной точкой
Разрабатывайте и моделируйте системы с фиксированной точкой с помощью Fixed-Point Designer™.