



所以,當知道一個信號的傅里葉變換時,也可以直接求出該信號的功率譜。
至于維納辛欽定理是怎么來的。知道當然 是好的,但是不知道也不要緊。重要的是理解功率譜的意義,并且會使用維納辛欽定理計算功率譜。
那么功率譜有什么用呢?
每個信號f(t)只有唯一的功率譜,雖然反過來未必成立。但功率譜是信號的一種屬性。有這種屬性,再加上別的一些屬性,就可以用于區(qū)分信號了。比如在圖像處理里,將圖像函數(shù)看做一個信號函數(shù),對圖像某一區(qū)塊其進行上述標準化互相關函數(shù)中講到的亮度和對比度不變性處理后,進行傅里葉變換,并最后算出圖像功率譜,于是就有了一個很好的以頻率表達的可用于模板匹配的模板屬性。這就是圖像處理中所說的,把對圖像處理的時空域內(nèi)思考,轉(zhuǎn)化到頻域??梢允挂恍┰跁r空域較難處理的問題,在頻域里找到直觀簡便的解決方案。
有了功率譜的概念,就可以談談白噪音(White noise)了。
白噪聲或白噪聲,是一種功率譜密度為常數(shù)的隨機信號或隨機過程。功率譜密度為常數(shù),也就是說,信號在各個頻率上的能量相同。由于白光是不同頻率的各色光混雜而成,所以同樣在不同頻率下具有想等能量的噪音被稱為“白”的。
但是功率譜密度為常數(shù)又說明了什么呢?
如上所述,功率譜可由自相關函數(shù)的傅里葉變換得到。繼續(xù)如上所述,自相關函數(shù)可以反映一個函數(shù)的周期性。那么自相關函數(shù)經(jīng)傅里葉變換后的功率譜也一樣。而且,周期和頻率原本就是一回事。如果某函數(shù)的頻率譜在某個頻率下取得很大的值,那么說明此函數(shù)具有一定的周期性。而對于白噪聲而言,頻率譜在所有頻率下取值相同,就是說能量和頻率沒有關系,也就是說,能量和周期沒有關系。所以白噪聲不具有周期性。
既然自相關函數(shù)已經(jīng)可以表達這個意思了,為什么還要再傅里葉變換一下,來表達同一個意思。這不是脫了。。。(這里省略四個字)。。。,多加一道手續(xù)嗎?事實上,從上面維納-辛欽定理可以看出,信號的頻率譜可以直接由信號的傅里葉變換得到,而快速傅里葉變換(FFT)能提供一個高效的計算手段。這往往比計算自相關函數(shù)要更高效和直接。
好,繼續(xù)說白噪聲。如果白噪聲描述的是時間信號,那不具有周期性就是說,信號強度和時間不相關?;貞浛柭鼮V波(Kalman Filter)的三個應用假設:
1.系統(tǒng)是線性的。
2.系統(tǒng)狀態(tài)噪音是白噪音
3.系統(tǒng)狀態(tài)噪音是高斯形式。
卡爾曼濾波中狀態(tài)變量的后驗概率可以表示如下:

(from sk)