Документация Engee

statelevels

Оценка состояния двухуровневого сигнала методом гистограмм.

Библиотека

EngeeDSP

Синтаксис

Вызов функции

  • levels = statelevels(x) — оценивает уровни нижнего и верхнего состояний в двухуровневом сигнале x с помощью метода гистограмм. Подробнее см. в разделе Алгоритмы.

  • levels = statelevels(x,nbins) — определяет количество столбцов в гистограмме как положительную скалярную величину.

  • levels = statelevels(x,nbins,method) — оценивает уровни состояний, используя среднее значение или моду подгистограмм.

  • levels = statelevels(x,nbins,method,bounds) — определяет нижнюю и верхнюю границы гистограммы в двухэлементном вещественном векторе-строке bounds. Функция statelevels игнорирует любые значения x, которые лежат за пределами этих границ, при вычислении гистограммы.

  • levels,histogram = statelevels(___) — возвращает гистограмму значений x.

  • levels,histogram,binlevels = statelevels(___) — возвращает центры столбцов гистограммы.

  • statelevels(___) — отображает график сигнала и соответствующую гистограмму.

Аргументы

Входные аргументы

# x — двухуровневый сигнал
вещественный вектор

Details

Двухуровневый сигнал, заданный как вещественный вектор.

# nbins — количество столбцов гистограммы
100 (по умолчанию) | положительное целое число

Details

Количество столбцов гистограммы, заданное как положительное целое число.

# method — метод оценки уровня состояний
"mode" (по умолчанию) | "mean"

Details

Метод оценки уровня состояний в подгистограммах, заданный как "mode" или "mean". Аргумент method определяет статистику, используемую для оценки уровней нижних и верхних состояний. См. раздел Алгоритмы.

# bounds — нижняя и верхняя границы гистограммы
двухэлементный вещественный вектор-строка

Details

Нижняя и верхняя границы гистограммы, заданные как двухэлементный вещественный вектор-строка. Функция statelevels игнорирует любые значения x, выходящие за эти границы, при вычислении гистограммы.

Выходные аргументы

# levels — уровни нижнего и верхнего состояний
двухэлементный вектор-строка

Details

Уровни нижнего и верхнего состояний, возвращаемые в виде двухэлементного вектора-строки. Вектор уровней состояний оценивается методом гистограмм. Первый элемент вектора levels — уровень нижнего состояния, второй — уровень верхнего состояния.

# histogram — количество элементов гистограммы
вектор-столбец

Details

Количество элементов гистограммы, возвращаемое в виде вектора-столбца с nbins элементами, содержащими количество значений данных в каждом столбце гистограммы.

# binlevels — центры столбцов гистограммы
вектор-столбец

Details

Центры столбцов гистограммы, возвращаемые в виде вектора-столбца. Векторы-столбцы содержат центры столбцов для количества элементов гистограммы в histogram.

Дополнительно

Состояние

Details

Состояние — это определенный уровень, который может быть связан с верхней и нижней границей состояния. Состояния упорядочены от наименьшего к наибольшему. В двухуровневом сигнале наименьшее состояние — нижнее состояние. Наибольшее состояние — верхнее состояние.

Допуски уровня состояний

Details

Можно указать границы нижнего и верхнего состояний для каждого уровня состояний. Определите границы как уровень состояний плюс или минус скалярное значение, кратное разности между верхним и нижним состояниями. Чтобы задать полезную область допуска, укажите скалярное значение в виде небольшого числа, например или . В общем случае область для нижнего состояния определяется как

где — уровень нижнего состояния, а — уровень верхнего состояния. Замените первый член в уравнении на , чтобы получить область допуска для уровня верхнего состояния.

Алгоритмы

Функция statelevels использует метод гистограмм для оценки состояний двухуровневого сигнала. Метод гистограмм описан в [1]. Этапы этого метода следующие:

  1. Определить максимальную и минимальную амплитуды, а также диапазон амплитуд данных.

  2. Для заданного количества столбцов гистограммы определить ширину столбца, которая представляет собой отношение диапазона амплитуд к количеству столбцов.

  3. Отсортировать значения данных по столбцам гистограммы.

  4. Определить столбец гистограммы с наименьшим индексом и столбец гистограммы с наибольшим индексом с ненулевыми значениями.

  5. Разделить гистограмму на две подгистограммы:

    Индексы нижних столбцов гистограммы: .

    Индексы верхних столбцов гистограммы: .

  6. Вычислить уровни состояний, определив моду или среднее значение нижней и верхней гистограмм.

Литература

  1. IEEE® Standard on Transitions, Pulses, and Related Waveforms, IEEE Standard 181, 2003, pp. 15–17.