对高斯和应用幂以提高分辨率

信息处理 离散信号 信号分析 高斯 超分辨率
2022-02-08 01:46:02

在信号处理中有所谓的功率变换技术,通过将每个数据提高到恒定的正功率来锐化未解析的信号。下面显示的示例是两个高斯函数随时间绘制的总和。为了解决峰值,可以对每个数据点应用 5 的幂。结果是解析的对,如下图所示。G1G2

上述操作相当于将高斯的和提高到 5 次方,即那么根据二项式定理,我们应该得到 6 个峰值,因为我们不仅有第一个和第第二个峰值提高到 5 次方,我们将得到两个峰值的“混合”——二项式定理的其他项。无论我们如何缩放,我们都看不到丢失的峰?如果将 5 的功率变换应用于两个峰值,我们将得到两个峰值,而不是六个。G1G2(G1+G2)5G14G2G13G22

与其他二项式相对应的峰值在哪里?

谢谢。

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2个回答

不一定涉及二项式定理:正如其他人所指出的,顶部波形简单地逐点提升到 5 次方,并且没有应该看到的丢失峰值。为了说明,请考虑以下粗略的手绘图:

原始峰

我在我的模拟软件中画了这个,所以在我画的时候它被自动“数字化”了。显然,我不擅长用电脑鼠标徒手绘制,但我只是试图制作两个山峰,并没有考虑到潜在的山峰形状。

然后第二个图显示了如果将第一个图的数字化值提高到 5 次方并绘制出来会发生什么:

非线性增益后的峰值

仍然丑陋,但更好地解决了。

现在考虑到@MBaz ( https://dsp.stackexchange.com/a/60750/41790 ) 的最新回答,仍然有一个松散的结局。要看到这一点,请考虑两个高斯并将它们相加。它们的求和函数,即 +,看起来不像任何一个函数。当然,我们知道 sum 函数的两个组成 summand 函数。但是 sum 函数没有显示它们:它只显示它们的 sumG1(x)G2(x)G1(x)G2(x)

现在平方和函数。然后逐点平方按预期工作。或者,如果我们使用展开式,那么我们会得到三个组成函数:所以平方和函数只是这三个组成函数的总和,而这三个函数对我们来说都不是“可见的”:我们只看到三个组成函数的总和所以这就是为什么我们永远看不到“额外的”峰值函数。事实上,我们看不到任何组成功能。我们只能看到它们的总和,而不应该期望总和显示其组成函数。G12(x)G22(x)2G1(x)G2(x)

那么根据二项式定理,我们应该得到6个峰

该声明来自哪里,为什么您认为它适用于这里?

应用二项式定理,我们得到由高斯提升到不同幂的项。然而,当提高高斯的功率时,峰值保持在原来的位置,因此没有机制可以将其移动到其他地方。

您可能会将此与将正弦波的总和提高到某个功率相混淆。