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ノイズの多い入力信号とフィルター処理された出力信号の 2 つの信号があります。Noise-Filter は Kalman-Filter で実装されています。

下のリンクをクリックして信号を確認してください。

私が見ているように、信号には 2 つの主な周波数があります。まず、周期が約 75 単位の大きな波と、周期が 4 ~ 5 単位の小さなノイズです。実装されたフィルターは、短い波長のノイズのみを低減します。

プレゼンテーションのために、2 つの信号のスペクトルを視覚化して、異なる波長に対するフィルターの影響を示したいと思います。

Matlab のフーリエ関数 'fft' を使用しようとしましたが、結果は 2 つの周波数をまったく表していませんでした。納得のいく結果が得られずに、MatlabTool 'sptool' も試しました。オンライン ツール 'Fourier Calculator from sooeet' は異なる結果をもたらしましたが、私が期待したものでもありませんでした。これらすべてのツールを試しましたが、スペクトルは常に完全にランダムでノイズが多いように見えました。

私が見たいのは、低周波と高周波で構成されたスペクトルです (リンクされた図に示されているように) が、テストされたすべてのアルゴリズム/ツールはまったく異なって見えました:

以下のリンクされた写真に私の期待を概説しました。

2 つの信号とスペクトルに対する私の期待

おそらく、誰かがこのような周波数を計算できるツールを知っているでしょう.

シグナルの値は次のとおりです。

   -0.0823
   -0.2204
   -0.0970
   -0.1723
   -0.5056
   -0.2664
   -0.4280
   -0.2442
   -0.2904
   -0.6514
   -0.7039
   -0.6013
   -0.5876
   -0.6501
   -0.8850
   -0.6061
   -0.7922
   -0.7860
   -0.7300
   -0.9097
   -0.6734
   -0.2516
   -0.6025
   -0.0040
   -0.3505
   -0.0618
   -0.2220
   -0.1041
   -0.0215
    0.0490
    0.0018
    0.0878
   -0.2293
    0.2410
    0.0657
    0.3257
    0.0826
    0.3924
    0.3064
    0.3345
    0.7688
    1.0730
    0.2063
    0.7171
    0.3272
    0.4987
    0.4019
    0.5663
    0.6382
    0.5370
    0.4147
    0.6068
    0.2181
    0.2454
    0.2029
    0.1753
    0.0018
    0.0644
    0.1498
   -0.0313
   -0.0415
   -0.1254
    0.2691
    0.3785
    0.0608
    0.2413
    0.2164
    0.2247
    0.0968
    0.1985
    0.2755
    0.1995
    0.3376
    0.1872
    0.1262
   -0.0419
   -0.2308
    0.0048
    0.0579
   -0.0625
   -0.1756
    0.0075
   -0.0790
   -0.2651
   -0.0291
   -0.1313
   -0.2738
   -0.4048
   -0.3443
   -0.3889
   -0.6654
   -0.4471
   -0.4641
   -0.3966
   -0.4480
   -0.0957
   -0.1514
   -0.5184
   -0.2632
   -0.3455
   -0.5005
   -0.2175
   -0.2515
   -0.2996
   -0.1989
   -0.3179
    0.1894
    0.0282
   -0.3516
   -0.0274
   -0.2997
    0.2925
    0.3074
    0.2470
    0.1185
    0.2817
    0.1456
    0.2326
    0.1424
    0.3457
    0.3262
    0.2793
    0.3235
    0.1701
    0.2401
    0.2372
    0.0883
    0.1992
    0.2818
    0.0423
    0.6161
    0.4469
    0.5074
    0.5558
    0.6857
    0.6317
    0.4676
    0.3587
    0.4891
    0.2760
    0.3660
    0.3490
    0.1351
    0.1628
    0.2769
    0.1409
    0.1632
    0.1190
    0.5887
    0.1945
    0.0592
    0.0377
    0.2261
   -0.2178
    0.0442
   -0.4583
   -0.5077
   -0.4960
   -0.0434
   -0.3791
   -0.3672
   -0.4118
   -0.5115
   -0.3916
   -0.3545
   -0.2559
   -0.3569
   -0.3129
   -0.3004
   -0.2316
   -0.3691
   -0.3324
   -0.2454
   -0.2001
   -0.2204
   -0.2280
   -0.3068
   -0.2990
    0.1794
   -0.1716
   -0.0941
    0.2398
    0.1337
    0.0755
    0.2363
    0.0564
    0.1874
    0.3280
    0.1725
    0.4464
    0.1402
   -0.0018
    0.2718
    0.2061
    0.1836
    0.1328
    0.0092
    0.0355
    0.1673
    0.1444
    0.1378
    0.1587
    0.2226
    0.2634
    0.0417
   -0.0195
    0.0539
    0.3441
    0.1436
    0.5122
    0.3686
    0.3828
    0.3396
    0.3270
    0.4811
    0.2049
    0.2682
    0.3395
    0.3420
    0.3748
    0.3716
    0.3894
   -0.1382
   -0.1493
   -0.0868
   -0.1573
   -0.1433
   -0.2175
   -0.1783
   -0.0486
   -0.2032
   -0.2025
   -0.4589
   -0.7354
   -0.3886
   -0.0840
   -0.4575
   -0.3431
   -0.5350
   -0.5113
   -0.2056
   -0.4737
    0.0260
   -0.5121
   -0.1551
   -0.4069
   -0.3807
   -0.3347
   -0.3512
   -0.3180
   -0.8291
   -0.7202
   -0.5020
    0.1250
   -0.0141
    0.0628
   -0.1551
    0.2211
    0.2363
    0.1585
    0.1450
    0.2387
    0.2360
    0.1590
    0.4279
    0.3582
    0.5718
    0.5606
    0.6549
    0.6370
    0.4914
    0.5626
    0.4162
    0.4844
    0.3744
    0.2757
    0.2870
    0.0700
    0.1728
    0.1208
    0.2915
    0.1573
    0.0115
    0.0417
    0.1508
   -0.0295
   -0.0418
   -0.0973
    0.0187
   -0.2198
   -0.1375
   -0.1966
   -0.1350
   -0.1431
    0.3301
    0.5742
    0.4036
    0.2187
    0.3555
    0.2794
    0.3918
    0.3747
    0.4528
    0.4688
    0.4248
    0.3225
    0.6267
    0.1959
    0.1700
    0.3745
    0.3708
    0.3530
    0.3271
    0.0849
    0.1610
    0.2170
    0.0304
    0.3133
    0.0956
    0.0871
   -0.0735
    0.0496
   -0.0564
   -0.0361
    0.0938
    0.0518
   -0.1462
   -0.6120
   -0.3321
   -0.2617
   -0.3187
    0.0405
    0.0438
   -0.2559
    0.2186
   -0.0834
    0.3523
    0.2136
    0.4076
    0.2963
    0.5153
    0.4901
    0.3855
    0.5180
    0.4889

と:

   -0.0268
   -0.0662
   -0.0602
   -0.0847
   -0.2213
   -0.2482
   -0.3227
   -0.3156
   -0.3219
   -0.4480
   -0.5627
   -0.6124
   -0.6395
   -0.6753
   -0.7778
   -0.7565
   -0.7962
   -0.8198
   -0.8138
   -0.8659
   -0.8218
   -0.6378
   -0.6112
   -0.3874
   -0.3333
   -0.1998
   -0.1578
   -0.0941
   -0.0246
    0.0454
    0.0755
    0.1197
    0.0375
    0.1270
    0.1332
    0.2221
    0.2039
    0.2902
    0.3242
    0.3550
    0.5231
    0.7548
    0.6308
    0.6958
    0.6060
    0.5869
    0.5351
    0.5484
    0.5831
    0.5749
    0.5249
    0.5505
    0.4376
    0.3578
    0.2832
    0.2192
    0.1146
    0.0597
    0.0534
   -0.0064
   -0.0509
   -0.1083
   -0.0115
    0.1088
    0.0970
    0.1489
    0.1807
    0.2068
    0.1813
    0.1937
    0.2286
    0.2286
    0.2741
    0.2566
    0.2194
    0.1309
   -0.0040
   -0.0271
   -0.0218
   -0.0543
   -0.1150
   -0.0961
   -0.1063
   -0.1751
   -0.1453
   -0.1529
   -0.2054
   -0.2896
   -0.3319
   -0.3759
   -0.5006
   -0.5188
   -0.5316
   -0.5122
   -0.5092
   -0.3820
   -0.2980
   -0.3590
   -0.3223
   -0.3224
   -0.3773
   -0.3245
   -0.2942
   -0.2880
   -0.2500
   -0.2625
   -0.1002
   -0.0292
   -0.1092
   -0.0669
   -0.1300
    0.0205
    0.1430
    0.2139
    0.2185
    0.2708
    0.2591
    0.2736
    0.2492
    0.2958
    0.3231
    0.3251
    0.3385
    0.2935
    0.2796
    0.2668
    0.2052
    0.1949
    0.2167
    0.1533
    0.3012
    0.3617
    0.4280
    0.4936
    0.5856
    0.6342
    0.6096
    0.5463
    0.5367
    0.4539
    0.4183
    0.3855
    0.2880
    0.2231
    0.2155
    0.1680
    0.1426
    0.1122
    0.2541
    0.2347
    0.1727
    0.1168
    0.1395
    0.0078
   -0.0041
   -0.1813
   -0.3335
   -0.4413
   -0.3603
   -0.4008
   -0.4218
   -0.4472
   -0.4956
   -0.4873
   -0.4626
   -0.4051
   -0.3918
   -0.3656
   -0.3405
   -0.2976
   -0.3122
   -0.3131
   -0.2851
   -0.2484
   -0.2280
   -0.2167
   -0.2371
   -0.2526
   -0.1016
   -0.1038
   -0.0833
    0.0442
    0.1048
    0.1265
    0.1926
    0.1771
    0.2037
    0.2684
    0.2614
    0.3449
    0.3014
    0.2131
    0.2344
    0.2284
    0.2151
    0.1868
    0.1221
    0.0809
    0.0961
    0.1030
    0.1082
    0.1207
    0.1535
    0.1938
    0.1489
    0.0910
    0.0706
    0.1558
    0.1558
    0.2816
    0.3306
    0.3702
    0.3822
    0.3829
    0.4324
    0.3734
    0.3448
    0.3454
    0.3462
    0.3577
    0.3653
    0.3768
    0.2040
    0.0633
   -0.0221
   -0.1069
   -0.1611
   -0.2210
   -0.2466
   -0.2142
   -0.2347
   -0.2457
   -0.3381
   -0.5021
   -0.5065
   -0.3966
   -0.4315
   -0.4168
   -0.4681
   -0.4982
   -0.4138
   -0.4362
   -0.2818
   -0.3443
   -0.2742
   -0.3065
   -0.3255
   -0.3261
   -0.3326
   -0.3268
   -0.4980
   -0.5957
   -0.5933
   -0.3700
   -0.2374
   -0.1086
   -0.0872
    0.0515
    0.1593
    0.2087
    0.2329
    0.2751
    0.2993
    0.2844
    0.3584
    0.3879
    0.4785
    0.5406
    0.6151
    0.6605
    0.6387
    0.6388
    0.5833
    0.5589
    0.5000
    0.4188
    0.3596
    0.2412
    0.1871
    0.1327
    0.1549
    0.1326
    0.0696
    0.0347
    0.0497
    0.0046
   -0.0317
   -0.0752
   -0.0654
   -0.1352
   -0.1585
   -0.1927
   -0.1942
   -0.1939
   -0.0276
    0.1899
    0.3003
    0.3163
    0.3672
    0.3736
    0.4100
    0.4267
    0.4610
    0.4884
    0.4900
    0.4514
    0.5218
    0.4271
    0.3402
    0.3418
    0.3438
    0.3409
    0.3309
    0.2409
    0.1972
    0.1853
    0.1156
    0.1612
    0.1267
    0.0991
    0.0249
    0.0117
   -0.0307
   -0.0533
   -0.0223
   -0.0085
   -0.0633
   -0.2651
   -0.3250
   -0.3407
   -0.3652
   -0.2546
   -0.1607
   -0.1880
   -0.0476
   -0.0409
    0.1103
    0.1784
    0.2922
    0.3365
    0.4381
    0.5014
    0.5063
    0.5467
    0.5613

前もって感謝します!

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これらの画像は、生の信号とカルマン フィルター処理された信号の FFT 計算スペクトルを示しています。OP ではサンプリング レートが指定されていないため、FFT は 5486 Hz の任意のサンプリング レートで実行されました。

予想どおり、両方の信号に 75 Hz に顕著なピークがあり (これらのピークの実際の周波数はサンプリング レートによって異なります)、カルマン フィルター処理された信号のノイズ フロアは低くなります。

生信号の FFT スペクトル - 線形振幅 カルマン フィルター処理された信号の FFT スペクトル - 線形振幅

以下のデシベル グラフは、同様の機能を示しています。

生信号の FFT スペクトル - 対数振幅 カルマン フィルター処理された信号の FFT スペクトル - 対数振幅

Sooeet.com FFTで行われた FFT 計算とグラフ

于 2013-11-12T04:43:51.290 に答える
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フィルタの効果をより明確にする方法でデータを表示できます。

次の代替手段を試してください。

Nt = length(signal1); % same as for signal2
Nf=2^nextpow2(Nt);
f = [0:Nf/2]/Nf;
spec1 = fft(signal1,Nf);
spec2 = fft(signal2,Nf);

(1) 対数/絶対値の組み合わせ:

figure
semilogy(f,abs(spec1(1:Nf/2+1)))
hold on
semilogy(f,abs(spec2(1:Nf/2+1)),'g')
axis tight

(2) 比率:

figure
plot(f,abs(spec2(1:Nf/2+1))./abs(spec1(1:Nf/2+1)))
axis tight

結果を以下のプロットに示します。

ここに画像の説明を入力

周期性が 75 および 5 時間単位の信号は、それぞれ ~0.013 および 0.2 周波数単位で現れることに注意してください。

于 2013-08-30T19:09:45.603 に答える