如何匹配两个形状相似但被缩放和扩展的信号?

信息处理 离散信号 信号分析 波形相似性
2022-02-13 19:00:03

我在时域中有两个信号 A 和 B,如下所示: 在此处输入图像描述 从视觉上看,两个信号看起来非常相似;但是两个信号的 X 轴和 Y 轴范围不同。信号 B 基本上是信号 A 的“拉伸”版本。最小值和最大值出现在不同的 x 和 y 值处;但是信号的连续峰值之间的相对距离具有一定的比例。
我正在寻找一种相似性度量,它可以为此类配对提供高相似性值。两个信号的注意维度不同。由于域限制,我无法将值填充到其中任何一个。我尝试了互相关、循环相关和其他常见的相似性度量,但都没有给出令人满意的结果。

1个回答

您始终可以通过简单的线性映射匹配极值,例如是的[n]=X[n]-一世n(X[n])r一种nGe(X[n])在哪里r一种nGe()是最大值和最小值之间的绝对差,并且X是输入信号。这将得到是的[0..1]然后您可以将该间隔转换为您喜欢的任何 (min,max) 和基线。

时间膨胀可能更难处理。

如果您肯定膨胀或多或少是一个常数因子,那么在评估两个波形之间的相似性之前,您可以将较长的波形重新采样 到较短的波形的长度,然后应用相关性。实际上,您仍然可以仅将相似性建立在信号频谱的可比较部分上,或者通过直接误差项或通过相干性之类的东西。

但是如果膨胀不稳定,那么动态时间规整(DTW)(如建议的那样)是更好的选择,因为它会给你一个“加速/减速”向量,你可以用它来映射一个信号在另一个之上或直接地,作为相似性/相异性度量。

希望这可以帮助。