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alignsignals

더 빠른 신호를 지연시켜 두 신호 정렬

구문

[Xa,Ya] = alignsignals(X,Y)

[Xa,Ya] = alignsignals(X,Y,maxlag)

[Xa,Ya] = alignsignals(X,Y,maxlag,'truncate')

[Xa,Ya,D] = alignsignals(___)

설명

[Xa,Ya] = alignsignals(X,Y)는 두 입력 신호 X와 Y 간의 지연 D를 추정하고, 정렬된 신호 Xa와 Ya를 반환합니다.

• Y가 X보다 지연된 경우 D는 양수가 되고 X는 D개 샘플만큼 지연됩니다.

• Y가 X보다 선행한 경우 D는 음수가 되고 Y는 –D개 샘플만큼 지연됩니다.

X 또는 Y에 대한 지연은 앞에 0을 추가하여 발생시킬 수 있습니다.

[Xa,Ya] = alignsignals(X,Y,maxlag)는 maxlag를 최대 윈도우 크기로 사용하여 두 입력 신호 X와 Y 간의 지연 추정값 D를 찾습니다. 그런 다음 정렬된 신호 Xa와 Ya를 반환합니다.

[Xa,Ya] = alignsignals(X,Y,maxlag,'truncate')는 정렬된 신호 Xa와 Ya의 길이를 입력 신호 X와 Y의 길이와 각각 동일하게 유지합니다.

• 지연 추정값 D가 양수이면, D개의 0이 X 앞에 추가되고 X의 마지막 D개 샘플이 잘립니다.

• 지연 추정값 D가 음수이면, –D개의 0이 Y 앞에 추가되고 Y의 마지막 –D개 샘플이 잘립니다.

참고

X와 Y는 길이가 각각 L_X와 L_Y인 행 벡터 또는 열 벡터입니다.

• D ≥ L_X이면 Xa는 L_X개의 0으로 구성됩니다. X의 모든 샘플은 손실됩니다.

• –D ≥ L_Y이면 Ya는 L_Y개의 0으로 구성됩니다. Y의 모든 샘플은 손실됩니다.

'truncate' 옵션을 사용할 때 특정 값을 maxlag에 할당하지 않도록 하려면 maxlag를 []로 설정하십시오.

[Xa,Ya,D] = alignsignals(___)는 지연 추정값 D를 반환합니다. 이 구문은 위에 열거한 구문에 사용된 어떤 입력 인수도 포함할 수 있습니다.

예제

첫 번째 신호가 3개 샘플만큼 지연된 두 신호 정렬하기

신호 Y를 3개 샘플만큼 지연시켜 신호 X에 맞게 정렬합니다.

두 신호 X와 Y를 생성합니다. X가 앞에 3개의 0이 있고 뒤에 0이 하나 더 있다는 점을 제외하면 X와 Y는 완전히 동일합니다. 두 신호를 정렬합니다.

X = [0 0 0 1 2 3 0 0];
Y = [1 2 3 0];

[Xa,Ya] = alignsignals(X,Y)

Xa = 1×8

     0     0     0     1     2     3     0     0

Ya = 1×7

     0     0     0     1     2     3     0

두 번째 신호가 2개 샘플만큼 지연된 두 신호 정렬하기

신호 Y가 신호 X에 비해 2개 샘플만큼 지연된 경우 신호 X를 정렬합니다.

두 신호 X와 Y를 생성합니다. Y가 앞에 2개의 0이 있다는 점을 제외하면 X와 Y는 완전히 동일합니다. 두 신호를 정렬합니다.

X = [1 2 3];
Y = [0 0 1 2 3];
maxlag = 2;

[Xa,Ya,D] = alignsignals(X,Y,maxlag)

Xa = 1×5

     0     0     1     2     3

Ya = 1×5

     0     0     1     2     3

D = 2

두 번째 신호에 잡음이 있는 두 신호 정렬하기

신호 X에 대해 신호 Y를 정렬합니다(여기서 Y는 잡음이 있는 신호임).

두 신호 X와 Y를 생성합니다. Y는 잡음이 추가되었다는 점을 제외하면 X와 완전히 동일합니다. 두 신호를 정렬합니다.

X = [0 0 1 2 3 0];
Y = [0.02 0.12 1.08 2.21 2.95 -0.09];

[Xa,Ya,D] = alignsignals(X,Y)

Xa = 1×6

     0     0     1     2     3     0

Ya = 1×6

    0.0200    0.1200    1.0800    2.2100    2.9500   -0.0900

D = 0

출력 신호를 생성하기 위해 입력 신호를 변경할 필요는 없습니다. 지연 D는 0입니다.

'truncate' 옵션을 사용하여 두 신호 정렬하기

alignsignals 함수를 호출할 때 'truncate' 옵션을 불러옵니다.

두 신호 X와 Y를 생성합니다. Y가 앞에 2개의 0이 있다는 점을 제외하면 X와 Y는 완전히 동일합니다. 'truncate' 옵션을 적용하여 두 신호를 정렬합니다.

X = [1 2 3];
Y = [0 0 1 2 3];

[Xa,Ya,D] = alignsignals(X,Y,[],'truncate')

Xa = 1×3

     0     0     1

Ya = 1×5

     0     0     1     2     3

D = 2

출력 신호 Xa의 길이가 입력 신호 X의 길이와 동일하게 3임을 알 수 있습니다.

'truncate' 옵션을 사용할 때 X의 원래 데이터가 모두 잘리게 되는 경우 경고가 발생합니다. alignsignals에서 이러한 경고가 발생되는 것을 보려면 다음 예제를 실행하십시오.

Y = [0 0 0 0 1 2 3];

[Xa,Ya,D] = alignsignals(X,Y,[],'truncate')

Warning: All original data in the first input X has been truncated because the length of X is smaller than the estimated delay D: to avoid truncating this data do not use the 'truncate' option.

Xa = 1×3

     0     0     0

Ya = 1×7

     0     0     0     0     1     2     3

D = 4

신호와 그 신호의 주기적 반복 정렬하기

신호 X에 대해 신호 Y를 정렬합니다. 여기서 Y는 X가 주기적으로 반복되는 신호입니다. 가능한 한 가장 작은 지연값이 반환됩니다.

두 신호 X와 Y를 생성합니다. Y에는 X의 0이 아닌 부분에 대한 복사본 2개가 0으로 구분되어 있습니다. 두 신호를 정렬합니다.

X = [0 1 2 3];
Y = [1 2 3 0 0 0 0 1 2 3 0 0];

[Xa,Ya,D] = alignsignals(X,Y)

Xa = 1×4

     0     1     2     3

Ya = 1×13

     0     1     2     3     0     0     0     0     1     2     3     0     0

D = -1

입력 인수

X — 첫 번째 입력 신호

숫자형 값으로 구성된 벡터

첫 번째 입력 신호로, 길이가 LX인 숫자형 벡터로 지정됩니다.

예: [1 2 3]

데이터형: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64
복소수 지원 여부: 예

Y — 두 번째 입력 신호

숫자형 값으로 구성된 벡터

두 번째 입력 신호로, 길이가 LY인 숫자형 벡터로 지정됩니다.

예: [0 0 1 2 3]

데이터형: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64
복소수 지원 여부: 예

maxlag — 최대 윈도우 크기 또는 지연값

정수 스칼라 | []

최대 윈도우 크기 또는 지연값으로, 정수 값 스칼라로 지정됩니다. 기본적으로 maxlag는 max(length(X),length(Y))-1과 같습니다. maxlag의 값이 []로 입력된 경우, 디폴트 값으로 대체됩니다. maxlag가 음수인 경우 절댓값으로 대체됩니다. maxlag가 정수 값이 아니거나 복소수, Inf 또는 NaN이면 alignsignals는 오류를 반환합니다.

예: 2

데이터형: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

출력 인수

Xa — 정렬된 첫 번째 신호

숫자형 값으로 구성된 벡터

정렬된 첫 번째 신호로, 두 번째 출력 인수 Ya에 맞춰 정렬된 숫자형 벡터로 반환됩니다. 입력 인수 X가 행 벡터이면 Xa도 행 벡터가 됩니다. 입력 인수 X가 열 벡터이면 Xa도 열 벡터가 됩니다. 'truncate' 옵션을 지정할 경우 지연 추정값 D가 양수이면, Xa는 입력 신호 X에서 D개의 0이 앞에 추가되고 마지막 D개의 샘플이 잘린 것과 동일합니다.

Ya — 정렬된 두 번째 신호

숫자형 값으로 구성된 벡터

정렬된 두 번째 신호로, 첫 번째 출력 인수 Xa에 맞춰 정렬된 숫자형 벡터로 반환됩니다. 입력 인수 Y가 행 벡터이면 Ya도 행 벡터가 됩니다. 입력 인수 Y가 열 벡터이면 Ya도 열 벡터가 됩니다. 'truncate' 옵션을 지정할 경우 지연 추정값 D가 음수이면, Ya는 입력 신호 Y에서 –D개의 0이 앞에 추가되고 마지막 –D개의 샘플이 잘린 것과 동일합니다.

D — 입력 신호 간의 지연 추정값

정수 스칼라

입력 신호 간의 지연 추정값으로, 정수 스칼라로 반환됩니다. 이 정수는 두 입력 신호 X와 Y 간의 오프셋에 해당하는 샘플 개수를 나타냅니다.

• Y가 X보다 지연된 경우 D는 양수가 되고 X는 D개 샘플만큼 지연됩니다.

• Y가 X보다 선행한 경우 D는 음수가 되고 Y는 –D개 샘플만큼 지연됩니다.

• X와 Y가 이미 정렬된 상태이면 D는 0이 되고 X와 Y 모두 지연되지 않습니다.

입력 인수 maxlag의 값을 지정할 경우, D는 maxlag보다 작거나 같아야 합니다.

알고리즘

• finddelay 함수 사양에서 지연 추정값에 대한 이론을 찾을 수 있습니다(알고리즘 참조).

• alignsignals 함수는 두 신호가 동일한 시작점을 갖도록, 지연 추정값 D를 사용하여 둘 중 더 빠른 신호를 지연시킵니다.

• finddelay 함수에서 명시된 것처럼, 신호 쌍은 서로 정확하게 동일한 지연 신호일 필요는 없습니다. 그러나 두 신호 간에 충분한 상관관계가 있는 경우에만 신호를 제대로 정렬할 수 있습니다. 공분산과 상관관계 함수의 추정에 대한 자세한 내용은 [1] 항목을 참조하십시오.

• 신호에 펄스나 천이와 같은 특징이 있는 경우, 상관관계 대신 측정 함수를 사용하여 특징을 보다 효과적으로 정렬할 수 있습니다. 예제는 Align Two Bilevel Waveforms 항목을 참조하십시오.

참고 문헌

[1] Orfanidis, Sophocles J. Optimum Signal Processing. An Introduction. 2nd Ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1996.

확장 기능

C/C++ 코드 생성
MATLAB® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

참고 항목

dtw | edr | finddelay | findsignal | xcorr

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