信号处理理论与算法 非参数功率谱估计 张朋 自动化工程学院 1
信号处理理论与算法 非参数功率谱估计 张 朋 自动化工程学院 1
基本概念 谱估计定义： 利用有限的样本数据估计一个平稳随机 信号的功率谱密度。 从观察样本估计信号的功率分布情况。 应用： 寻找数据的“隐周期性” 信号频谱分析 基于DFT功率谱估计 2
谱估计定义： 利用有限的样本数据估计一个平稳随机 信号的功率谱密度。 从观察样本估计信号的功率分布情况。 应用： 寻找数据的“隐周期性” 信号频谱分析 基于DFT功率谱估计 基本概念 2
功率谱估计的应用 1.雷达回波信号处理： 功率谱密度值的宽度：运动目标的位置 功率谱密度峰值的高度：运动目标的强度 功率谱密度峰值的位置：运动目标的速度 2.无源声纳信号处理 功率谱密度位置：目标的方向 3.语音处理 基音提取 估计声音语调共振峰 基于谱减法的语音增强算法 4.生物工程领域 功率谱密度的峰形和波形：癫痫病的发作周期 3
1.雷达回波信号处理： 功率谱密度值的宽度：运动目标的位置 功率谱密度峰值的高度：运动目标的强度 功率谱密度峰值的位置：运动目标的速度 2.无源声纳信号处理 功率谱密度位置：目标的方向 3.语音处理 基音提取 估计声音语调共振峰 基于谱减法的语音增强算法 4.生物工程领域 功率谱密度的峰形和波形：癫痫病的发作周期 功率谱估计的应用 3
功率谱估计的应用 信道估计 噪声 P(@)=o2H(j@)H'(j@)+o2 输入 H(z) 输出 44444444444 H(e) 真实值 1 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0 -0.2 -0.2 -0.4 -0.4 -0.6 -0.6 2 3 1 5 6 3 3 5 6 0dB噪声 估计值 10dB噪声 4
信道估计 1 2 3 4 5 6 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1 2 3 4 5 6 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 输入 H(z) 输出 噪声 ( ) ˆ H z 真实值 0 dB 噪声 估计值 10 dB 噪声 2 2 () ( ) ( ) P Hj H j x n 功率谱估计的应用 4
功率谱估计的应用 生理信号功率谱分析 样本1 样本2 0.100 0.0m0 0.001 0.000 0.000 24 67 .00- 周期图 周期图 10 00 10 20 30- 40 0.0 40 AR模型 AR模型 5
生理信号功率谱分析 功率谱估计的应用 周期图 AR模型 样本2 周期图 AR模型 样本1 5