如何“增白”时域信号?


12

我试图了解如何准确实现所谓的“白化前”过滤器或简称“白化”过滤器。

我知道这样做的目的是使其具有自相关函数作为增量,但是我不确定如何准确地做到这一点。

这里的上下文如下:在两个不同的接收器处接收信号,并计算它们的互相关。互相关可以看起来像三角形,或其他一些不可思议的形状。因此,很难找到互相关信号的峰值。在这种情况下,我听说在对信号执行互相关之前必须先“变白”信号,这样互相关现在更像三角形。

怎么做?

谢谢!


请注意,在通信系统的上下文中,您的问题描述为增白剂实际上是在执行均衡器的功能。对我来说听起来是一样的。它可能只是不同的命名法。
詹森·R

是的,术语定义不明确,使他们有时会试图做的事情变得更加混乱。
Spacey

Answers:


7

假设您有信号y t ,它们的互相关函数R x yt 不是您想要的。您希望R x y像脉冲一样。注意,在频域中, F [ R x y ] = S x yf = X f Y f x(t)y(t)Rx,y(t)Rx,y

F[Rx,y]=Sx,y(f)=X(f)Y(f).
所以你过滤通过线性滤波器的信号ħ分别获得 X= X * X˚F = X ˚F ģ ˚F ,和ÿ = ÿ * ħÿf = Y f H f ,现在它们的互相关函数为 ghx^(t)=xgX^(f)=X(f)G(f)y^=yhY^(f)=Y(f)H(f)其傅立叶变换是 ˚F [ - [R Xÿ ] = 小号Xÿ˚F Rx^,y^ [R X ÿ是互相关- [RXÿřħ。更重要的是,您要选择gh,以使交叉光谱密度Gf
F[Rx^,y^]=Sx^,y^(f)=[X(f)G(f)][Y(f)H(f)]=[X(f)Y(f)][G(f)H(f)]=[X(f)Y(f)][G(f)H(f)],
Rx^,y^Rx,yRh,ggh ħ是的乘法逆 交叉谱密度 X ˚F Ý *˚F X ÿ,或接近它。如果您只有一个信号和一个滤波器,那么您将得到希尔马给出的结果(经过修正,我的评论在那里)。在这两种情况下,仍然需要补偿频谱零点或信号能量很少的频带。G(f)H(f)gh X(f)Y(f)xy

感谢您的提问-您能在这里解释涉及的长度吗?例如,如果x [n]的长度为N,则X的功率传递函数的长度为多少?(同样的,Y ...)
斯派西

好的-我会接受答案,但是今天晚上这个时候会写一个崭新的问题,我们可以从那里开始。再次感谢。
Spacey

7

可以通过使用传递函数进行滤波来实现预白化,该传递函数大约是信号功率谱的倒数。假设您的音频信号大致为粉红色。为了使之变白,您可以应用反向粉红色滤波器(频率响应每倍频程增加3 dB)。

但是,我不确定这是否可以解决您的问题。预白化趋向于放大信号中的低能量部分,这可能会产生噪声,因此会增加系统的整体噪声。如果要确定两个信号是否按时间对齐(或按时间对齐),那么问题中就存在固有的模糊性,这与信号的带宽有关。这恰好以自相关函数的时域形状表示。 


感谢您的回答-是的,如您所说的那样将频谱反转在这里可能行不通...使用“预增白剂”似乎无处不在,我倾向于认为除此之外还有很多方法吗?...
Spacey

2

xxx

xCij=1NxDataxixjNi,jx

一旦有了这个协方差矩阵,就可以以矩阵的形式计算白化变换,以将数据相乘以获得白化版本。这个新的变白数据的协方差是恒等矩阵。

y=C1/2x

C1/2C=LLTy=L1xL


0

如果只是关于如何过滤信号中的低能量部分,您可以使用低通滤波器吗?有一些关于此的实现。

如果这对他有帮助:Karjalaien等的这篇文章。Al是关于白化滤波器和该滤波器使用的弯曲线性预测的方法。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.