एक संकेत-विश्लेषण के दृष्टिकोण से दृढ़ संकल्प और क्रॉस-सहसंबंध के बीच का अंतर


33

मैं क्रॉस-सहसंबंध के लिए सजा के बीच के अंतर को समझने की कोशिश कर रहा हूं। मैंने पढ़ा है एक समझा है इस सवाल का जवाब। मैं नीचे दी गई तस्वीर को भी समझता हूं।

लेकिन, सिग्नल प्रोसेसिंग के संदर्भ में, (एक ऐसा क्षेत्र जिसके बारे में मुझे कम जानकारी है ..), दो संकेतों (या शायद एक सिग्नल और एक फिल्टर?) को देखते हुए, हम कब सजा का उपयोग करेंगे और कब हम क्रॉस सहसंबंध का उपयोग करना पसंद करेंगे, मैं मतलब, जब वास्तविक जीवन का विश्लेषण करते हैं, तो हम दृढ़ विश्वास को पसंद करेंगे, और जब, क्रॉस-सहसंबंध।

ऐसा लगता है कि इन दो शब्दों का बहुत उपयोग है, इसलिए, वह उपयोग क्या है?

Covolution

* यहां क्रॉस-सहसंबंध को g*fबजाय पढ़ना चाहिएf*g

जवाबों:


24

सिग्नल प्रोसेसिंग में, दो समस्याएं आम हैं:

  • इस इनपुट का आउटपुट क्या है जब इसका इनपुट ? इस सवाल का जवाब द्वारा दिया जाता है एक्स ( टी ) * ( टी ) , जहां ( टी ) एक संकेत फिल्टर के "आवेग प्रतिक्रिया" कहा जाता है, और * घुमाव के ऑपरेशन है।x(t)x(t)h(t)h(t)

  • एक शोर संकेत को देखते हुए , संकेत x ( t ) किसी तरह y ( t ) में मौजूद है ? दूसरे शब्दों में, प्रपत्र x ( t ) + n ( t ) का y ( t ) है , जहाँ n ( t ) शोर है? इसका उत्तर y ( t ) और x ( t ) के सहसंबंध द्वारा पाया जा सकता है । यदि दी गई देरी के लिए सहसंबंध बड़ा हैy(t)x(t)y(t)y(t)x(t)+n(t)n(t)y(t)x(t) , तो हम कह रही है कि जवाब है हां में विश्वास हो सकता है।τ

ध्यान दें कि जब शामिल संकेत सममित, दृढ़ संकल्प और क्रॉस-सहसंबंध एक ही ऑपरेशन बन जाते हैं; यह मामला डीएसपी के कुछ क्षेत्रों में भी आम है।


समझ गया। आपके स्पष्ट और उज्ज्वल उत्तर के लिए बहुत बहुत धन्यवाद!
मठगुग

3
मैं आवेग प्रतिक्रिया स्पष्टीकरण के बारे में क्या पसंद करता हूं क्या आप वास्तव में एक अंतर्ज्ञान प्राप्त करते हैं कि दोष "उलट" क्यों होता है। असतत शब्दों में, वर्तमान आउटपुट वर्तमान इनपुट x आवेग प्रतिक्रिया है समय पर 0 + पिछले इनपुट आवेग प्रतिक्रियाओं से अवशिष्ट आउटपुट (इनपुट n-1 * आवेग 1 + इनपुट n-2 * आवेग 2 और इसी तरह)।
जीन-फ्रेडरिक PLANTE

@ जीन-फ्रेडरिकल्पना हां, यह समझाने का एक अच्छा तरीका है।
एमबीज

@ जीन-फ्रेडरिकल्पना की टिप्पणी के साथ यह उत्तर इसे और अधिक समझदार बनाता है।
tpk

12

डीएसपी में दो शब्दों में सजा और क्रॉस-सहसंबंध बहुत समान तरीके से लागू किया जाता है।

आप किसका उपयोग करते हैं यह एप्लिकेशन पर निर्भर करता है।

यदि आप एक रैखिक, समय-अपरिवर्तनीय फ़िल्टरिंग ऑपरेशन कर रहे हैं, तो आप सिस्टम के आवेग प्रतिक्रिया के साथ संकेत का समाधान करते हैं।

यदि आप दो संकेतों के बीच "समानता को माप रहे हैं", तो आप उन्हें परस्पर संबद्ध करते हैं।

दो शब्द एक साथ आते हैं जब आप एक मिलान फ़िल्टर का उत्पादन करने का प्रयास करते हैं ।

रों[n]पी[n]रोंपी


एक साइड नोट

शब्द "क्रॉस-सहसंबंध" (कुछ के लिए) डीएसपी के क्षेत्र में दुरुपयोग है।

-1+1

जैसा कि आप क्रॉस-सहसंबंध पर विकिपीडिया प्रविष्टि से देख सकते हैं , डीएसपी संस्करण का उपयोग किया जाता है और वे राज्य करते हैं:

क्रॉस-सहसंबंध दो श्रृंखलाओं की समानता का एक माप है जो एक रिश्तेदार के दूसरे के अंतराल के कार्य के रूप में होता है।

Σमीटरएक्स[n]y[n+मीटर]

1
यह मेरे लिए बेहद मददगार है। धन्यवाद!
मठगुग

3

सिग्नल प्रोसेसिंग में, एलटीआई प्रणाली के आउटपुट को प्राप्त करने के लिए दृढ़ संकल्प किया जाता है। सहसंबंध (ऑटो या क्रॉस सहसंबंध) की गणना आमतौर पर कुछ अन्य गणना करने के लिए बाद में उपयोग करने के लिए की जाती है

आपको सहसंबंध, सहसंयोजक और सहसंबंध गुणांक को भ्रमित न करने के लिए सावधान रहना होगा। सहसंबंध आवश्यक रूप से -1 और 1 के बीच नहीं होता है। सहसंबंध गुणांक ( https://en.wikipedia.org/wiki/Pearson_product-moment_correlation_coeffic ) -1 और 1 के बीच आता है क्योंकि यह दो यादृच्छिक चर variances द्वारा बढ़ाया जाता है । हमें याद रखने वाली बात यह है कि सांख्यिकीय संकेत प्रसंस्करण में किए जाने वाले वास्तविक संचालन को यह बताने के लिए कि संबंधित दो यादृच्छिक चर "कोवरियन" हैं, न कि सहसंबंध। लेकिन अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए जहां एक संकेत एक सेंसर द्वारा कब्जा कर लिया जाता है और एक वोल्टेज में बदल जाता है और एक एडीसी के साथ डिजीटल होता है, आप मान सकते हैं कि संकेत शून्य का मतलब है, इसलिए सहसंबंध सहसंयोजक के बराबर है।


I will have a look in that link. Thank you!
MathBgu

3

@MathBgu I have read all above given answers, all are very informative one thing I want to add for your better understanding, by considering the formula of convolution as follows

f(x)g(x)=f(τ)g(xτ)dτ

and for the cross correlation

(fg)(t)=deff(τ)g(t+τ)dτ,

we come to know that equation-wise the only difference is that, in convolution, before doing sliding dot product we flip the signal across y-axis i.e we change (t) to (t), while the cross correlation is just the sliding dot product of two signals.

We use the convolution to get output/result of a system which have two blocks/signals and they are directly next to each other (in series) in the time domain.


Thank you for mentioning thos additionsl clearifying point!
MathBgu

Does the* in f* imply complex conjugate? Instead of "across the y-axis", consider "reverse the time axis", because flip feels like something vertical is happening, esp. when mentioning the y-axis.
Petrus Theron

2

There is a lot of subtlety between the meanings of convolution and correlation. Both belong to the broader idea of inner products and projections in linear algebra, i.e. projecting one vector onto another to determine how "strong" it is in the direction of the latter.

This idea extends into the field of neural networks, where we project a data sample onto each row of a matrix, to determine how well it "fits" that row. Each row represents a certain class of objects. For example, each row could classify a letter in the alphabet for handwriting recognition. It's common to refer to each row as a neuron, but it could also be called a matched filter.

In essence, we're measuring how similar two things are, or trying to find a specific feature in something, e.g. a signal or image. For example, when you convolve a signal with a bandpass filter, you're trying to find out what content it has in that band. When you correlate a signal with a sinusoid, e.g. the DFT, you're looking for the strength of the sinusoid's frequency in the signal. Note that in the latter case, the correlation doesn't slide, but you're still "correlating" two things. You're using an inner product to project the signal onto the sinusoid.

तो फिर, क्या अंतर है? खैर, विचार करें कि दृढ़ संकल्प के साथ फिल्टर के संबंध में संकेत पीछे की ओर है। समय-भिन्न संकेत के साथ, इसका प्रभाव यह होता है कि डेटा उस क्रम में सहसंबद्ध होता है जिस क्रम में वह फ़िल्टर में प्रवेश करता है। एक पल के लिए, चलो सहसंबंध को केवल एक डॉट उत्पाद के रूप में परिभाषित करते हैं, अर्थात एक चीज़ को दूसरे पर पेश करना। इसलिए, प्रारंभ में, हम फ़िल्टर के पहले भाग के साथ सिग्नल के पहले भाग को सहसंबद्ध कर रहे हैं। जैसे ही फिल्टर के माध्यम से संकेत जारी होता है, सहसंबंध अधिक पूर्ण हो जाता है। ध्यान दें कि संकेत में प्रत्येक तत्व केवल उस बिंदु पर "स्पर्श" के तत्व से गुणा किया जाता है।

इसलिए, दृढ़ संकल्प के साथ, हम एक अर्थ में सहसंबंधी हैं, लेकिन हम उस समय में आदेश को संरक्षित करने का भी प्रयास कर रहे हैं जो परिवर्तन तब होता है जब सिग्नल सिस्टम के साथ इंटरैक्ट करता है। यदि फ़िल्टर सममित है, हालांकि, जैसा कि अक्सर होता है, यह वास्तव में मायने नहीं रखता है। बातचीत और सहसंबंध एक ही परिणाम देगा।

सहसंबंध के साथ, हम सिर्फ दो संकेतों की तुलना कर रहे हैं, और घटनाओं के एक क्रम को संरक्षित करने की कोशिश नहीं कर रहे हैं। उनकी तुलना करने के लिए, हम चाहते हैं कि वे एक ही दिशा में, यानी लाइन अप करें। हम एक संकेत को दूसरे पर स्लाइड करते हैं ताकि हम प्रत्येक समय विंडो में उनकी समानता का परीक्षण कर सकें, यदि वे एक दूसरे के साथ चरण से बाहर हैं या हम एक बड़े संकेत की तलाश कर रहे हैं।

इमेज प्रोसेसिंग में, चीजें थोड़ी अलग होती हैं। हम समय की परवाह नहीं करते। हालाँकि, अभी भी कुछ उपयोगी गणितीय गुण हैं । हालाँकि, यदि आप एक बड़ी छवि के कुछ हिस्सों को एक छोटे से मैच करने की कोशिश कर रहे हैं (अर्थात मिलान किया हुआ फ़िल्टरिंग), तो आप इसे फ्लिप नहीं करना चाहेंगे क्योंकि तब सुविधाएँ लाइन में नहीं लगेंगी। जब तक, ज़ाहिर है, फिल्टर सममित है। छवि प्रसंस्करण में, सहसंबंध और दृढ़ संकल्प कभी-कभी विशेष रूप से तंत्रिका जाल के साथ परस्पर उपयोग किया जाता है । जाहिर है, समय अभी भी प्रासंगिक है अगर छवि 2-आयामी डेटा का एक सार प्रतिनिधित्व है, जहां एक आयाम समय है - जैसे स्पेक्ट्रोग्राम।

इसलिए सारांश में, सहसंबंध और दृढ़ विश्वास दोनों आंतरिक उत्पादों को खिसका रहे हैं, एक चीज को दूसरे स्थान पर प्रोजेक्ट करने के लिए उपयोग किया जाता है क्योंकि वे अंतरिक्ष या समय पर भिन्न होते हैं। जब ऑर्डर महत्वपूर्ण होता है, तो कन्वेंशन का उपयोग किया जाता है, और आमतौर पर डेटा को बदलने के लिए उपयोग किया जाता है। सहसंबंध आमतौर पर एक बड़ी चीज के अंदर एक छोटी सी चीज को खोजने के लिए उपयोग किया जाता है, अर्थात मिलान करने के लिए। यदि कम से कम दो "चीजों" में से एक सममित है, तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप किसका उपयोग करते हैं।


0

सिग्नल प्रोसेसिंग को एक तरफ रखें, यदि आप सिर्फ यह समझने की कोशिश करते हैं कि कन्वर्जेंस और सहसंबंध में क्या हो रहा है, तो दोनों बहुत समान संचालन हैं। केवल रूपांतरण में अंतर है, उत्पाद के संचय को करने से पहले चर में से एक उल्टा (फ़्लिप) किया जाता है। देखें कि मैं ऊपर कहीं भी शब्द संकेत का उपयोग नहीं कर रहा हूं । मैं केवल किए गए कार्यों के संदर्भ में बात कर रहा हूं।

अब, हम सिग्नल प्रोसेसिंग पर आते हैं।

इनपुट ऑपरेशन सिंगल ( x ) और सिस्टम की आवेग प्रतिक्रिया ( h ) को देखते हुए रैखिक ऑपरेशन इनवेरिएंट सिस्टम (LTI सिस्टम) के आउटपुट की गणना करने के लिए कन्वेंशन ऑपरेशन का उपयोग किया जाता है । यह समझने के लिए कि LTI सिस्टम का आउटपुट प्राप्त करने के लिए केवल कन्वोकेशन ऑपरेशन का उपयोग क्यों किया जाता है, बड़ी व्युत्पत्ति है। कृपया यहाँ व्युत्पत्ति खोजें।

http://www.rctn.org/bruno/npb163/lti-conv/lti-convolution.html

सहसंबंध ऑपरेशन का उपयोग दो संकेतों x और y के बीच समानता को खोजने के लिए किया जाता है। अधिक सहसंबंध का मूल्य, अधिक दोनों संकेतों के बीच समानता है।

यहां अंतर को समझें,

  • वार्तालाप -> संकेत और एक प्रणाली के बीच (फ़िल्टर)

  • सहसंबंध -> दो संकेतों के बीच

इसलिए, सिग्नल विश्लेषण बिंदु से, कन्वेंशन ऑपरेशन का उपयोग नहीं किया जाता है। केवल सहसंबंध का उपयोग सिग्नल विश्लेषण के दृष्टिकोण से किया जाता है। जबकि सिस्टम विश्लेषण के दृष्टिकोण से दृढ़ संकल्प का उपयोग किया जाता है।

कनवल्शन और सहसंबंध के संचालन को समझने का सबसे अच्छा तरीका यह है कि जब दो आक्षेप और सहसंबंध दो सतत चर जैसे प्रश्न में चित्र में दिखाए गए के बीच होता है, तो यह समझना चाहिए।

हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.