将复杂信号与其自身的复杂共轭转置副本相乘?

信息处理 matlab 声音的 频谱 信号功率 信号能量
2022-02-12 09:04:29

令输入为真实(音频)信号,并X为其复频域表示。

当频域信号与它自己的复共轭转置副本相乘时,输出代表什么?这个产品在物理上代表什么?

X' * X

3个回答

共轭转置的撇号符号在 Matlab 中使用,有点模棱两可。也称为Hermitian 转置的更常见的符号是XXHX

尺寸很重要。

  • 这将是一个草率的写作,但如果产品是逐点的,则将只是功率谱 阿尔弗雷多·索拉里的回答)。XXX[n]X[n]¯XX=|X|2

  • 假设,那么结果是一个标量,这实际上是点积: 这将是光谱的能量。因此,如果“复频域表示”是能量保存的(如傅立叶变换),则信号的信号(最多一个因子)。XC1×N

    XX=nNX[n]X[n]¯.

  • 假设,那么结果是一个矩阵,其对角线是功率谱(由 Hilmar 回答)。XCN×1

将复数乘以它的共轭,可以得到所述复数模的平方。

复数傅立叶的模是信号的功率谱。

因此,将您的频域表示乘以它的共轭将为您提供该信号的功率谱的平方。该功率谱与现实和物理相关,与麦克风采样的声学信号的功率成正比。

比例常数将取决于您的采样频率。

如果您使用短时傅里叶变换或小波变换等时频域技术,这也是有效的。

结果是方阵或标量,具体取决于信号是行向量还是列向量。

该矩阵的对角线是功率谱(即自相关的傅里​​叶变换)。我不确定这个矩阵的其他元素是否有任何物理相关性。

标量是与总能量成正比的功率谱之和。如果你对 FFT 使用缩放,它是总能量(根据 Perseval 定理),即它等于1/Nx2(n)