Variance

Отклонение входа или последовательность входных параметров

Библиотека:
DSP System Toolbox / Статистика

Описание

Блок Variance вычисляет несмещенное отклонение каждой строки или столбец входа, или вдоль векторов из заданного измерения входа. Это может также вычислить отклонение целого входа. Можно задать размерность с помощью параметра Find the variance value over. Блок Variance может также отследить отклонение в последовательности входных параметров в течение времени. Чтобы отследить отклонение в последовательности входных параметров, выберите параметр Running variance.

Примечание

Режим Running в блоке Variance будет удален в будущем релизе. Вычислить рабочее отклонение в Simulink^®, используйте блок Moving Variance вместо этого.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`In` — Ввод данных
вектор | матрица | N-D массив

Блок принимает многоканальные и многомерные входные параметры с комплексным знаком или с действительным знаком.

Этот порт без имени, пока вы не выбираете параметр Running variance и устанавливаете параметр Reset port на любую опцию кроме None.

`Rst` — Порт Reset
скаляр

Задайте событие, которое заставляет блок сбрасывать рабочее отклонение. Шаг расчета входа Rst должен быть положительным целочисленным кратным входной шаг расчета.

Зависимости

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

Вывод

развернуть все

`Port_1` — Отклонение в заданном измерении
скаляр | вектор | матрица | N-D массив

Когда вы не выбираете параметр Running variance, блок вычисляет отклонение в каждой строке или столбце входа, или вдоль векторов из заданного измерения входа. Это может также вычислить отклонение целого входа в каждом отдельном шаге расчета. Каждый элемент в выходном массиве y отклонение соответствующего столбца, строки или целого входа. Выходной массив y зависит от установки параметра Find the variance value over.

Считайте 3D входной сигнал размера M-by-N-by-P. Когда вы устанавливаете Find the variance value over на:

Entire input — Выход в каждом шаге расчета является скаляром, который содержит отклонение M-by-N-by-P входная матрица.
Each row — Выход в каждом шаге расчета состоит из M-by-1-by-P массив, где каждый элемент содержит отклонение каждого вектора по второму измерению входа. Для M-by-N матричный вход, выходом в каждом шаге расчета является M-by-1 вектор-столбец.
Each column — Выход в каждом шаге расчета состоит из 1 N P массивом, где каждый элемент содержит отклонение каждого вектора по первой размерности входа. Для M-by-N матричный вход, выход в каждом шаге расчета является 1 N вектором-строкой.
В этом режиме блок обрабатывает длину-M, неориентированную на векторные входные параметры как M-by-1 вектор-столбцы.
Specified dimension — Выход в каждом шаге расчета зависит от значения параметра Dimension. Если вы устанавливаете Dimension на 1, выход эквивалентен, когда вы выбираете Each column. Если вы устанавливаете Dimension на 2, выход эквивалентен, когда вы выбираете Each row. Если вы устанавливаете Dimension на 3, выходом в каждом шаге расчета является M-by-N матрица, содержащая отклонение каждого вектора по третьей размерности входа.

Когда вы выбираете Running variance, блок отслеживает отклонение каждого канала в последовательности времени входных параметров. В этом режиме необходимо также 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 3D входного сигнала размера M-by-N-by-P, блок выводит M-by-N-by-P массив. Каждый элемент _yijk выхода содержит отклонение элемента _uijk для всех входных параметров начиная с последнего сброса.
Когда событие сброса происходит, рабочее отклонение_{, yijk} в текущей системе координат сбрасывается к элементу _uijk.
Columns as channels (frame based) — Блок обрабатывает каждый столбец входа как отдельный канал. Эта опция не поддерживает входные сигналы больше чем с двумя размерностями. Для двумерного входного сигнала размера M-by-N, блок выводит M-by-N матрица. Каждый элемент _yij выхода содержит отклонение элементов в j th столбец всех входных параметров начиная с последнего сброса, до и включая элемент _uij текущего входа.
Когда событие сброса происходит, рабочее отклонение для каждого канала становится отклонением всех выборок в текущем входном кадре, до и включая текущую входную выборку.

Тип данных выхода совпадает с типом данных входа.

Параметры

развернуть все

Основная вкладка

`Running variance` — Опция, чтобы выбрать рабочее отклонение
от (значения по умолчанию) | на

Когда вы выбираете параметр Running variance, блок отслеживает значение отклонения каждого канала в последовательности времени входных параметров.

`Find the variance value over` — Размерность, по которой вычисляется отклонение
`Each column` (значение 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 целому входу.
Specified dimension — Блок выводит отклонение по размерности, заданной в параметре Dimension.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите параметр Running variance.

`Dimension` — Пользовательская размерность
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Задайте размерность (значение на основе одно) входного сигнала, по которому вычисляется отклонение. Значение этого параметра должно быть больше 0 и меньше чем или равно количеству размерностей во входном сигнале.

Зависимости

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

`Input processing` — Метод, чтобы обработать вход в рабочем режиме
`Columns as channels (frame based)` (значение 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 больше чем с двумя размерностями. Для двумерного входного сигнала размера M-by-N, блок выводит M-by-N матрица. Каждый элемент _yij выхода содержит отклонение элементов в j th столбец всех входных параметров начиная с последнего сброса, до и включая элемент _uij текущего входа.
Когда событие сброса происходит, рабочее отклонение для каждого канала становится отклонением всех выборок в текущем входном кадре, до и включая текущую входную выборку.
Elements as channels (sample based) — Блок обрабатывает каждый элемент входа как отдельный канал. Для 3D входного сигнала размера M-by-N-by-P, блок выводит M-by-N-by-P массив. Каждый элемент _yijk выхода содержит отклонение элемента _uijk для всех входных параметров начиная с последнего сброса.
Когда событие сброса происходит, рабочее отклонение_{, yijk} в текущей системе координат сбрасывается к элементу _uijk.
Входные параметры переменного размера
Когда ваши входные параметры имеют переменный размер, и вы выбираете параметр Running variance, затем:
- Если вы устанавливаете параметр Input processing на Elements as channels (sample based), состояние сбрасывается.
- Если вы устанавливаете параметр Input processing на Columns as channels (frame based)то:
  - Когда входное различие в размере находится в количестве каналов (количество столбцов), состояние сбрасывается.
  - Когда входное различие в размере находится в длине каналов (количество строк), состояние не сбрасывается, и рабочая операция выполняется, как обычно.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Running variance.

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

Блок сбрасывает рабочее отклонение каждый раз, когда событие сброса обнаруживается в дополнительном порте Rst. Шаг расчета сброса должен быть положительным целочисленным кратным входной шаг расчета.

Когда событие сброса происходит, в то время как параметр Input processing устанавливается на Elements as channels (sample based), рабочее отклонение для каждого канала инициализируется к значению в соответствующем канале текущего входа. Точно так же, когда параметр Input processing устанавливается на Columns as channels (frame based), рабочее отклонение для каждого канала становится отклонением всех выборок в текущем входном кадре, до и включая текущую входную выборку.

Используйте этот параметр, чтобы задать событие сброса.

None — Отключает порт Rst.
Rising edge — Инициировал операцию сброса, когда вход Rst выполняет одно из следующих действий:
- Повышения от отрицательной величины или до положительного значения или до нуля.
- Повышения от нуля до положительного значения, где повышение не является продолжением повышения от отрицательной величины, чтобы обнулить.
Falling edge — Инициировал операцию сброса, когда вход Rst выполняет одно из следующих действий:
- Падения от положительного значения до отрицательной величины или нуля.
- Падения от нуля до отрицательной величины, где падение не является продолжением падения от положительного значения, чтобы обнулить.
Either edge — Инициировал операцию сброса, когда входом Rst является Rising edge или Falling edge.
Non-zero sample — Инициировал операцию сброса в каждом шаге расчета, когда вход Rst не является нулем.

Примечание

Когда рабочие симуляции в многозадачном режиме Simulink, сигналы сброса имеют задержку с одной выборкой. Поэтому, когда блок обнаруживает событие сброса, существует задержка с одной выборкой при скорости порта сброса, прежде чем блок применит сброс. Для получения дополнительной информации о задержке и режимах управления задачами Simulink, смотрите Избыточную Алгоритмическую Задержку (Определяющий задачу для Задержки) и Основанное на времени Планирование и Генерация кода (Simulink Coder).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Running variance.

Вкладка типов данных

Примечание

Чтобы использовать эти параметры, ввод данных должен быть фиксированной точкой. Для всех других входных параметров проигнорированы параметры на вкладке Data Types.

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

Задайте округляющийся режим для операций фиксированной точки. Для получения дополнительной информации смотрите округление режима.

`Saturate on integer overflow` — Метод действия переполнения
от (значения по умолчанию) | на

Когда вы выбираете этот параметр, блок насыщает результат своей операции фиксированной точки. Когда вы очищаете этот параметр, блок переносит результат своей операции фиксированной точки. Для получения дополнительной информации на saturate и wrap, смотрите режим переполнения для операций фиксированной точки.

`Input-squared product output` — Тип данных термина в квадрате входом
`Same as input` (значение по умолчанию) | `Binary point scaling`

Квадраты входных элементов хранятся в типе данных Input-squared product output. Если вход является комплексным, квадраты действительных и мнимых частей входа хранятся в этом типе данных. Для получения дополнительной информации смотрите Фиксированную точку.

Можно установить этот параметр на:

Inherit: Same as input — Тип данных - то же самое как тип входных данных.
Binary point scaling — Тип данных Input-squared product output использует масштабирование двоичной точки. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля, чтобы задать Word length и Fraction length. Signedness наследован от входа.

`Input-sum-squared product` — Тип данных термина "входная сумма придал квадратную форму"
`Same as input-squared product` (значение по умолчанию) | `Binary point scaling`

Квадраты суммы входных элементов хранятся в типе данных Input-sum-squared product. Если вход является комплексным, квадраты суммы действительных частей и квадраты суммы мнимых частей хранятся в этом типе данных. Для получения дополнительной информации смотрите Фиксированную точку.

Можно установить этот параметр на:

Same as input-squared product — Тип данных совпадает с входным типом данных продукта в квадрате.
Binary point scaling — Тип данных Input-sum-squared product использует масштабирование двоичной точки. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля, чтобы задать Word length и Fraction length. Signedness наследован от входа.

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

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

Можно установить этот параметр на:

Same as input-squared product — Тип данных аккумулятора совпадает с типом данных продукта в квадрате входом.
Same as input — Тип данных аккумулятора совпадает с типом входных данных.
Binary point scaling — Тип данных Accumulator использует масштабирование двоичной точки. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля, чтобы задать Word length и Fraction length. Signedness наследован от входа.

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

Output задает тип данных выхода блока Variance. Смотрите Фиксированную точку для получения информации об использовании типа выходных данных в этом блоке. Можно установить его на:

Same as input-squared product — Тип выходных данных совпадает с типом данных продукта в квадрате входом.
Same as accumulator — Тип выходных данных совпадает с типом данных аккумулятора.
Same as input — Тип выходных данных совпадает с типом входных данных.
Binary point scaling — Тип данных Output использует масштабирование двоичной точки. Если вы выбираете эту опцию, блок отображает поля, чтобы задать Word length и Fraction length. Signedness наследован от входа.

`Lock data type settings against changes by the fixed-point tools` — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных
от (значения по умолчанию) | на

Выберите этот параметр, чтобы препятствовать тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных, которые вы задаете на блоке.

Характеристики блока

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

Больше о

развернуть все

Дисперсия

Отклонение сигнала дискретного времени является квадратом стандартного отклонения сигнала. Отклонение дает меру отклонения сигнала от его среднего значения.

Для чисто действительного или мнимого входа, u, размера M-by-N, отклонением дают:

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

где,

_uij является элементом входных данных в индексах i, j.
M является длиной j th столбец.
N является количеством столбцов.

Для комплексных входных параметров отклонение дано следующим уравнением:

$σ^{2} = σ_{Re}^{2} + σ_{Im}^{2}$

где,

_σRe² отклонение действительной части комплексного входа.
_σIm² отклонение мнимой части комплексного входа.

Алгоритмы

развернуть все

Дисперсия

Когда вы очищаете параметр Running variance в блоке и задаете размерность, блок приводит к результатам, идентичным MATLAB^® var функционируйте, когда это будет названо как y = var(u,0,D), где,

u ввод данных.
D размерность.
y отклонение в заданном измерении.

Когда этот блок вычисляет отклонение вдоль целого входа, результат идентичен вызову var функционируйте как y = var(u(:)).

Для комплексного входного сигнала отклонение является суммой отклонений действительных и мнимых частей.

$σ^{2} = σ_{Re}^{2} + σ_{Im}^{2}$

Расширенные возможности

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

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Для чисто действительного или мнимого входа u размера M-by-N, отклонением дают:

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

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

Для комплексных входных параметров отклонение дано следующим уравнением:

$σ^{2} = σ_{Re}^{2} + σ_{Im}^{2}$

Смотрите также

Представлено до R2006a

Документация

Variance

Описание

Порты

Входной параметр

In — Ввод данных вектор | матрица | N-D массив

Rst — Порт Reset скаляр

Зависимости

Вывод

Port_1 — Отклонение в заданном измерении скаляр | вектор | матрица | N-D массив

Параметры

Основная вкладка

Running variance — Опция, чтобы выбрать рабочее отклонение от (значения по умолчанию) | на

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

Зависимости

Dimension — Пользовательская размерность1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Input processing — Метод, чтобы обработать вход в рабочем режиме Columns as channels (frame based) (значение по умолчанию) | Elements as channels (sample based)

Зависимости

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

Зависимости

Вкладка типов данных

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

Saturate on integer overflow — Метод действия переполнения от (значения по умолчанию) | на

Input-squared product output — Тип данных термина в квадрате входом Same as input (значение по умолчанию) | Binary point scaling

Input-sum-squared product — Тип данных термина "входная сумма придал квадратную форму" Same as input-squared product (значение по умолчанию) | Binary point scaling

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

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

Lock data type settings against changes by the fixed-point tools — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных от (значения по умолчанию) | на

Характеристики блока

Больше о

Дисперсия

Алгоритмы

Дисперсия

Расширенные возможности

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

Преобразование фиксированной точки Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Смотрите также

Функции

Объекты

Блоки

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`In` — Ввод данных
вектор | матрица | N-D массив

`Rst` — Порт Reset
скаляр

`Port_1` — Отклонение в заданном измерении
скаляр | вектор | матрица | N-D массив

`Running variance` — Опция, чтобы выбрать рабочее отклонение
от (значения по умолчанию) | на

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

`Dimension` — Пользовательская размерность
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Input processing` — Метод, чтобы обработать вход в рабочем режиме
`Columns as channels (frame based)` (значение по умолчанию) | `Elements as channels (sample based)`

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

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

`Saturate on integer overflow` — Метод действия переполнения
от (значения по умолчанию) | на

`Input-squared product output` — Тип данных термина в квадрате входом
`Same as input` (значение по умолчанию) | `Binary point scaling`

`Input-sum-squared product` — Тип данных термина "входная сумма придал квадратную форму"
`Same as input-squared product` (значение по умолчанию) | `Binary point scaling`

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

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

`Lock data type settings against changes by the fixed-point tools` — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных
от (значения по умолчанию) | на

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

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.