Motivace příklad použití lokace radarového echa Význam korelace Popis náhodných signálů číselné charakteristiky

Podobné dokumenty
Základní metody číslicového zpracování signálu a obrazu část II.

Základní metody číslicového zpracování signálu a obrazu část II.

Časové řady, typy trendových funkcí a odhady trendů

Úvod do zpracování signálů

Časové řady, typy trendových funkcí a odhady trendů

1. Vlastnosti diskretních a číslicových metod zpracování signálů... 15

Číslicové zpracování signálů a Fourierova analýza.

(Auto)korelační funkce Statistické vyhodnocování exp. dat M. Čada ~ cada

Náhodný vektor. Náhodný vektor. Hustota náhodného vektoru. Hustota náhodného vektoru. Náhodný vektor je dvojice náhodných veličin (X, Y ) T = ( X

MKI Funkce f(z) má singularitu v bodě 0. a) Stanovte oblast, ve které konverguje hlavní část Laurentova rozvoje funkce f(z) v bodě 0.

Náhodné signály. Honza Černocký, ÚPGM

NÁHODNÝ VEKTOR. 4. cvičení

Náhodný vektor. Náhodný vektor. Hustota náhodného vektoru. Hustota náhodného vektoru. Náhodný vektor je dvojice náhodných veličin (X, Y ) T = ( X

1. Číselné posloupnosti - Definice posloupnosti, základní vlastnosti, operace s posloupnostmi, limita posloupnosti, vlastnosti limit posloupností,

Náhodný vektor a jeho charakteristiky

Vlastnosti a modelování aditivního

Analýza a zpracování signálů

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 7

Charakterizace rozdělení

KTE/TEVS - Rychlá Fourierova transformace. Pavel Karban. Katedra teoretické elektrotechniky Fakulta elektrotechnická Západočeská univerzita v Plzni

1. Přednáška. Ing. Miroslav Šulai, MBA

Pravděpodobnost a statistika I KMA/K413

Analýza a zpracování ultrazvukových signálů

letní semestr Katedra pravděpodobnosti a matematické statistiky Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy Matematická statistika vektory

Náhodné veličiny jsou nekorelované, neexistuje mezi nimi korelační vztah. Když jsou X; Y nekorelované, nemusí být nezávislé.

MATLAB. F. Rund, A. Novák Katedra radioelektroniky, FEL ČVUT v Praze. Abstrakt

Pravděpodobnost a statistika, Biostatistika pro kombinované studium. Jan Kracík

Pravděpodobnost a matematická statistika Doc. RNDr. Gejza Dohnal, CSc.

MATEMATICKÁ STATISTIKA. Katedra matematiky a didaktiky matematiky Technická univerzita v Liberci

základní vlastnosti, používané struktury návrhové prostředky MATLAB problém kvantování koeficientů

9. T r a n s f o r m a c e n á h o d n é v e l i č i n y

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky. bakalářské studium. studijní obor "Management jakosti"

Diskretizace. 29. dubna 2015

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky. bakalářské studium. studijní obor "Management jakosti"

doc. Dr. Ing. Elias TOMEH Elias Tomeh / Snímek 1

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

5 Časové řady. Definice 16 Posloupnost náhodných veličin {X t, t T } nazveme slabě stacionární, pokud

MĚŘENÍ ČASOVÉHO ZPOŽDĚNÍ MEZI SIGNÁLY MOZKU: APLIKACE V EPILEPTOLOGII Jan Prokš 1, Přemysl Jiruška 2,3

MATEMATICKÉ PRINCIPY VÍCEROZMĚRNÉ ANALÝZY DAT

ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLŮ Z MECHANICKÝCH. Jiří Tůma

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky. bakalářské studium. studijní obor "Management jakosti"

Rozprostřené spektrum. Multiplex a mnohonásobný přístup

9. T r a n s f o r m a c e n á h o d n é v e l i č i n y

n = 2 Sdružená distribuční funkce (joint d.f.) n. vektoru F (x, y) = P (X x, Y y)

Výběrové charakteristiky a jejich rozdělení

, 1. skupina (16:15-17:45) Jméno: se. Postup je třeba odůvodnit (okomentovat) nebo uvést výpočet. Výsledek bez uvedení jakéhokoliv

Hodnocení parametrů signálu AE při únavovém zatěžování tří typů konstrukčních materiálů. Vypracoval: Kolář Lukáš

STATISTICKÉ ODHADY PARAMETRŮ

SIGNÁLY A LINEÁRNÍ SYSTÉMY

I. D i s k r é t n í r o z d ě l e n í

Statistika II. Jiří Neubauer

Úvod do analýzy časových řad

Zpracování náhodného vektoru. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

SIGNÁLY A LINEÁRNÍ SYSTÉMY

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 9

Návrh a vyhodnocení experimentu

p(x) = P (X = x), x R,

SIGNÁLY A SOUSTAVY, SIGNÁLY A SYSTÉMY

Biofyzikální ústav LF MU Brno. jarní semestr 2011

Cvičná bakalářská zkouška, 1. varianta

Téma 22. Ondřej Nývlt

Statistická analýza dat podzemních vod. Statistical analysis of ground water data. Vladimír Sosna 1

z Matematické statistiky 1 1 Konvergence posloupnosti náhodných veličin

UŽITÍ KOHERENČNÍ FUNKCE PRO DISTRIBUOVANOU

Univerzita Karlova v Praze procesy II. Zuzana. funkce

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

RNDr. Eva Janoušová doc. RNDr. Ladislav Dušek, Dr.

Matematika III 10. týden Číselné charakteristiky střední hodnota, rozptyl, kovariance, korelace

Simulace. Simulace dat. Parametry

Statistické metody - nástroj poznání a rozhodování anebo zdroj omylů a lží

Základy počtu pravděpodobnosti a metod matematické statistiky

Praktická statistika. Petr Ponížil Eva Kutálková

Stochastické signály (opáčko)

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

a způsoby jejího popisu Ing. Michael Rost, Ph.D.

Odhady Parametrů Lineární Regrese

Měření dat Filtrace dat, Kalmanův filtr

Lineární a adaptivní zpracování dat. 1. ÚVOD: SIGNÁLY, ČASOVÉ ŘADY a SYSTÉMY

populace soubor jednotek, o jejichž vlastnostech bychom chtěli vypovídat letní semestr Definice subjektech.

Lineární a adpativní zpracování dat. 3. Lineární filtrace I: Z-transformace, stabilita

prof. RNDr. Roman Kotecký DrSc., Dr. Rudolf Blažek, PhD Pravděpodobnost a statistika Katedra teoretické informatiky Fakulta informačních technologií

MĚŘENÍ A ANALÝZA ELEKTROAKUSTICKÝCH SOUSTAV NA MODELECH. Petr Kopecký ČVUT, Fakulta elektrotechnická, Katedra Radioelektroniky

Laboratorní úloha č. 8: Elektroencefalogram

správně - A, jeden celý příklad správně - B, jinak - C. Pro postup k ústní části zkoušky je potřeba dosáhnout stupně A nebo B.

Pojmy z kombinatoriky, pravděpodobnosti, znalosti z kapitoly náhodná veličina, znalost parciálních derivací, dvojného integrálu.

Lineární a adaptivní zpracování dat. 1. ÚVOD: SIGNÁLY, ČASOVÉ ŘADY a SYSTÉMY

Lineární a adaptivní zpracování dat. 2. SYSTÉMY a jejich popis v časové doméně a frekvenční doméně

Kapitola 1. Signály a systémy. 1.1 Klasifikace signálů

PSK1-9. Číslicové zpracování signálů. Číslicový signál

10. cvičení z PST. 5. prosince T = (n 1) S2 X. (n 1) s2 x σ 2 q χ 2 (n 1) (1 α 2 ). q χ 2 (n 1) 2. 2 x. (n 1) s. x = 1 6. x i = 457.

AVDAT Klasický lineární model, metoda nejmenších

1. Přednáška: Obecné Inf. + Signály a jejich reprezentace

Kapitola 4: Extrémy funkcí dvou proměnných 1/5

8. Sběr a zpracování technologických proměnných

Modelování systémů a procesů (11MSP) Bohumil Kovář, Jan Přikryl, Miroslav Vlček. 8. přednáška 11MSP pondělí 20. dubna 2015

Ilustrační příklad odhadu LRM v SW Gretl

NMAI059 Pravděpodobnost a statistika

Transkript:

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi - přednáška 7 2 Motivace příklad použití lokace radarového echa Význam korelace Popis náhodných signálů číselné charakteristiky (momenty) Matematická definice korelační funkce kovariační funkce autokorelační funkce Alternativní způsob výpočtu těchto funkcí Typické aplikace korelačních funkcí

RADAR zkratka z RAdio Detecting and Ranging dvojnásobné použití DSP A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 3

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 4 Předpokládejme: x(n) vysílaný signál y(n) odražený signál V případě detekce letadla pro odražený signál platí y(n)=a.x(n D) +w(n) kde a je faktor atoútlumu, u, D je zpoždění mezi signály, sg áy, w(n) )je šum pro zpracování a vyhodnocení y(n) se používá korelační funkce, pro potlačení č šumů ů se využívá číslicová áfiltrace signálu stejný princip použitnapř. u SONARŮ

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 5 metoda (způsob) pro zpracování náhodných signálů představuje vzájemný vztah mezi dvěma procesy (signály) pokud na sobě závisejí, znamená to, že jsou vzájemně ě korelovány z hlediska statistiky, ttitik pokud djsou závislé, áilémíra korelace je dána tzv. korelačním koeficientem v rozsahu < 1,1> i když korelační koeficient je nulový, ještě to neznamená, že dva procesy jsou nekorelované!!!

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 6 lze použít např. distribuční funkci či histogram (hustota pravděpodobnosti) číselné charakteristiky momenty: Spojité náhodné veličiny Diskrétní náhodné veličiny K- obecný moment K-centrální (centrovaný) moment Nejdůležitější momenty: střední hodnota a rozptyl

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 7 Korelační funkce mezi signály x(t) a y(t) Autokorelační funkce signálu x(t) Kovarianční č funkce mezi signály x(t) a y(t) Autokovarianční funkce signálu x(t)

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 8 Pro stacionární signály jsou R XX, R XY, K XX, K XY nezávislé na okamžiku (čase) t, pouze na (zpoždění) Je li vstupní signál x(t) periodický, stejně tak je periodická R XX Autokorelační č funkce je sudá,tj. R XX ( )= R XX ( )

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 9 Vztahy mezi korelační a autokorelační funkcí a spektrální výkonovou hustotou tzv. Wienerovými Chinčinovými vzorci (možnost jak využít FFT pro výpočet) Pro =0 hodnota autokorelační funkce v počátku představuje celkový výkon signálu!

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 10 Výpočet korelační, kovarianční, autokorelační a autokovarianční funkce pomocí střední hodnoty v čase (spojitý čas) Integrální počet: věta o střední

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 11 Korelační funkce mezi signály x(t) a y(t) Autokorelační funkce signálu x(t)

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 12 Kovarianční funkce mezi signály x(t) a y(t) Autokovarianční funkce signálu x(t)

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 13 Zcela analogicky jako v případě spojitých signálů v čase např. Autokorelační funkce signálu x(t) Posunutí je reprezentováno celistvým násobkem periody vzorkování T

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 14 V praxi je doba měření, resp. N omezené Výpočtem podle předchozích vztahů dostáváme vychýlené odhady skutečných R XX, R XY, K XX, K XY Řešení : Největší hodnota, resp.rt se bere jako desetina T M, resp. N

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 15 1)Určení časového zpoždění mezi dvěma podobnými ději: A)známe li rychlost šíření signálu v, můžeme určit vzdálenost d (případ radaru, sonaru,ultrazvuk. diagnostika) B)známe li vzdálenost d např. dvou snímačů (senzorů), můžeme vyhodnotit rychlost v např. pohybu kapalin apod. Autokorelační funkce má své maximum pro zpoždění T d =d/v

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 16 2)Zjištění periodicity signálu Máme li např. signál podobný náhodnému a je li perioda relativně dlouhá, je obtížné peridiocitu signálu odhalit a určit Autokorelační funkce opět periodická, silná lokální maxima pro =0 a násobky periody kt.

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 17 3) Detekce periodického signálu v šumu Lze určit periodu signálu Lze stanovit poměr S/N Odvození:

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 18 4)Identifikace soustav nalezení impulzní odezvy h(t) Přivedeme na vstup testované soustavy bílý šum n b (n) Spočítáme vzájemnou korelační funkci mezi n b (n) a výstupem y(n) ta odpovídá přímo impulzní odezvě systému Pro x(n)=n b (n)

A0M38SPP - Signálové procesory v praxi přednáška 7 19 Sedláček, M. : Zpracování signálů v měřicí technice, skripta,čvut, Č 1999. Uhlíř, J. Sovka P:Číslicové P.: zpracování signálů, skripta, ČVUT, 2002. Proakis, J. G. Manolakis, D. J.: Digital signal processing: Principles, Algorithms and Applications