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YDX-2147483647 committed Nov 28, 2024
1 parent 796a48b commit e4df4ea
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44 changes: 44 additions & 0 deletions docs/course/non-stationary.md
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relevant:
- ./digital-signal-processing-advanced.md
- ./stochastic-signal-processing.md
- ./physics-2.md
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# 非平稳信号处理

## §2 典型的时频分析

### 短时Fourier变换面面观

> :material-clock-edit-outline: 2024年11月28日。
- 以加窗单频信号为基。
- 先乘窗,再以单频信号为基(Fourier变换)。
- 先解调指定频率,然后低通滤波。
- 先带通滤波选出指定频率,然后解调以平衡相位。
- 在时频平面上划分栅格。

其实这些理解大多比较片面,有些并非是理解变换整体,而是理解变换结果里的一点。

### Wigner–Ville分布

> :material-clock-edit-outline: 2024年11月28日。
波函数 $ψ$ 不可观测;density matrix $ρ$ 可观测,并且包含了所有可观测的信息。$ψ$ 只能描述纯态,$ρ$ 也能描述混态。

对于纯态,$ψ$ 到 $ρ$ 大致是二次函数,$ρ$ 相当于 $ψ$ 的瞬“时”自相关(对于位置表象,“时”是空间),即 $ρ = \dyad{ψ}$。对于若干纯态经典叠加成的混态,$ρ$ 是每个纯态的density matrix按概率的线性组合。

注意 $ρ$ 是矩阵,相当于二元函数。$ρ$ 的一点涉及 $ψ$ 在两处的值,因此 $ρ$ 有这两处的中心、差两个自变量(分别对应主对角线和反对角线方向)。将差这个自变量Fourier变换(对于位置表象,变换完是动量),就是Wigner–Ville分布。

:material-eye-arrow-right: [PHYS771 Lecture 9: Quantum](https://www.scottaaronson.com/democritus/lec9.html)

一般的概率分布满足概率和为一,其中“和”是一范数。而对于复函数 $ψ$,“和”是二范数。Wigner–Ville分布可看作相空间内的分布,也可写出Schrödinger方程那样的演化方程;但它的值域只能保证在实数范围内,并不保证非负,因此只叫 quasiprobability distribution。

## §3 Cohen类时频分布

> :material-clock-edit-outline: 2024年11月28日。
$ν ↔ t,\ τ ↔ f$,则瞬时相关 $R_{tτ}$、Wigner–Ville分布 ${R_t}^f$、模糊函数 ${R^ν}_τ$、点谱相关 $R^{νf}$ 是Fourier变换对。

很多各种时频分析工具都可理解为给 ${R^ν}_τ$ 乘窗。例如Choi–Williams分布就是乘 $e^{-j (2\pi ντ)^2 / σ}$。
1 change: 1 addition & 0 deletions docs/course/stochastic-geometry.md
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,6 +1,7 @@
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relevant:
- ./stochastic-signal-processing.md
- ./statistical-digital-signal-processing.md
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# Stochastic Geometry
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