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解析多尺度变换应用中的调解搬移和对偶域转换

已有 126 次阅读 2026-2-11 13:37 |系统分类:科研笔记

        设j表示虚数单位,M0是一个实数,Fg是频域采样间隔(单位为Hz),*表示数量乘积运算。在调用博文《解析多尺度变换用于函数模型分割的举例演示》(SJT-2025-12-21)中的AmstSplitx0(X0,W0,Cwtx,LMWR)做分割和参数估计之前,把X0与复指数序列exp(j*M0/Fg*W0)的对应元素相乘,用积序列作为实际输入。如果,已得到AmstSplitx0输出的某个单元的位置、初相位值分别为P3、P4,E0是不大于P3+M0的最大整数(即Scilab-6.1.1中floor(P3+M0)),那么,再把位置、初相位的估计值分别修正为:

P3+M0-E0,P4-W0(1)/Fg*E0。

差值等于2pi的整数倍的所有初相位,是等价的,被视为相同,必要时再被折算到单值区间上。借鉴通常调制、解调、频移的概念,把外部对输入、输出数据的这种处理合称为,调解搬移。可以调整主极值线分布窗口的边界空白段。

        “对偶域转换”指:假设Sx是时域函数的一段采样序列,那么,把其复共轭值序列用作频域的已知序列,采样点自变量(只取正值)作为“时间(单位为s)”或“频率(单位为Hz)”的形式名称也相应地变化了但是数值保持不变。此Sx也相当于,某个在正频率上的值全为零的频域函数反转之后的采样序列。最后,使分割估计的所有单元的初相位值反号,其它的参数估计值不变。

        记得在大学里那时研究NMR或EPR的同事或同学可能都谈到过某些模型“分割”,据居士所知他们都不做这里基于Tcwt的广函模型参数矩阵的信号处理。在那之前,人们应该更早意识到了:分离适当函数组成单元再估计它们的参数。可以说,针对若干频谱峰的全自动化地或人机交互式地定位、分离、估计参数,这有更广泛的背景。有了频域可分离单元模型的时域采样序列,那么,也自然地容易想到:对序列作傅里叶正变换。但是,“对偶域转换”是个非常方便的选择,无需改变居士在解析多尺度变换应用中已设置的IDFT和DFT配合。

        本文后的图片1.的右半部,显示了举例演示程序AmstSplit23TD.sce。需要TcwtSubs.bin和AmstSplit123.sce已在当前文件夹中。其中首先执行AmstSplit123.sce,然后,可调用那里的Exam123获得例子和设置,用AmstSplitx0作分割处理。函数[sx0]=ExamIntoTD(T2pi,Par3)的输入T2pi是2pi与采样点时间的乘积,Par3是已知参数矩阵。

        在调用Exam123之后,第24行视位置参数表示频移、原频率值作为时间值,用ExamIntoTD重新采集数据,抛弃Exam123输出的频域序列。AmstSplitx0的输入,除第一个是ExamIntoTD的输出序列的复共轭数据与单位模复指数序列对应元素的乘积之外,其余与直接只用Exam123的输出数据时相同。用最后所得各单元的参数,再合成一个时域序列;把它与原时域采样序列的相对误差(范数之比值),记入误差矩阵Er0。

        误差矩阵Er0的行指针和列指针,分别是程序中的内、外两重for循环的变量。行对应调解搬移时的不同参数值(-0.54,-0.36,-0.18,-0.08,-1,1,0.09,0.19,0.38,0.57),而且,除第一次外,初相位的已知值被重新设置为伪随机向量(-100至100均匀分布)。第1、2列对应的例子,分别使用Exam123(3,1024)、Exam123(3,421),在分割时都用LMWR=[8,13,0.04,1];第3、4列对应的例子,分别使用Exam123(2,1024)、Exam123(2,500),都用LMWR=[10,16,0.08,1]。

        程序最后,测试Scilab-6.1.1中fft、ifft的系统误差及其起伏状况,用它作为参照。

        从命令窗中可见运行状况,末尾部分例如图片1.的左半部所示。其中用Exam123(3,1024)、Exam123(3,421)时,最大误差约在10的-8次幂量级;用Exam123(2,1024)、Exam123(2,500)时,最大误差约在10的-13次幂量级。对同一个白噪声序列的五次fft、ifft处理,相对误差在10的-16次幂量级。

【赛特(Scite)居士(Jushi)即唐(TANG)白玉(Baiyu),2026年2月11日,位于东经105.4939度北纬31.0009度附近,邮政编码629207】

图片1.调解搬移和对偶域转换的举例演示和程序

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