【问题标题】:Calculating cross-correlation with fft returning backwards output计算与 fft 返回反向输出的互相关
【发布时间】:2019-03-30 02:21:59
【问题描述】:

我试图通过对两组数据进行傅立叶变换并将第一个 fft 与第二个 fft 的共轭相乘,然后再转换回时空,来交叉关联两组数据。为了测试我的代码,我将输出与 numpy.correlate 的输出进行比较。但是,当我绘制我的代码时(仅限于某个窗口),似乎这两个信号的方向相反/镜像为零。

这就是我的输出的样子

我的代码:

import numpy as np
import pyplot as plt

phl_data = np.sin(np.arange(0, 10, 0.1))
mlac_data = np.cos(np.arange(0, 10, 0.1))
N = phl_data.size
zeroes = np.zeros(N-1)
phl_data = np.append(phl_data, zeroes)
mlac_data = np.append(mlac_data, zeroes)

# cross-correlate x = phl_data, y = mlac_data:
# take FFTs:
phl_fft = np.fft.fft(phl_data)
mlac_fft = np.fft.fft(mlac_data)
# fft of cross-correlation
Cw = np.conj(phl_fft)*mlac_fft
#Cw = np.fft.fftshift(Cw)
# transform back to time space:
Cxy = np.fft.fftshift(np.fft.ifft(Cw))
times = np.append(np.arange(-N+1, 0, dt),np.arange(0, N, dt))

plt.plot(times, Cxy)
plt.xlim(-250, 250)

# test against convolving:
c = np.correlate(phl_data, mlac_data, mode='same')
plt.plot(times, c)
plt.show()

(两个数据集都用 N-1 个零填充)

【问题讨论】:

标签: python numpy fft cross-correlation


【解决方案1】:

documentation to numpy.correlate 对此进行了解释:

此函数计算信号处理文本中通常定义的相关性:

c_{av}[k] = sum_n a[n+k] * conj(v[n])

和:

注意事项

上述相关性的定义不是唯一的,有时相关性的定义可能不同。另一个常见的定义是:

c'_{av}[k] = sum_n a[n] conj(v[n+k])

通过c'_{av}[k] = c_{av}[-k]c_{av}[k]相关。

因此,没有唯一的定义,两个共同的定义导致输出相反。

【讨论】:

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