ノイズがガウスかどうかを判断する数学的な方法はありますか?


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信号のノイズがガウスかどうかを判断する数学的な方法はありますか?

これまでに知っている唯一の方法は、ヒストグラムを分析してガウス分布を重ね合わせ、分布がガウスかどうかを視覚的に判断することです。ノイズがガウスであるかどうかを判断するための数学的な方法があるかどうか、および結果がどの程度正確かを知りたいのですが。


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en.wikipedia.org/wiki/Kullback%E2%80%93Leibler_divergence(2つのPDFを比較する場合)。比較したい場合は、離散観測 PDFにし、それはおそらく価値が読書だen.wikipedia.org/wiki/Kolmogorov%E2%80%93Smirnov_test
マーカス・ミュラー

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これらの2つの方法は、一種の距離を与えることに注意してください。これがあなたに関係があるかどうかは、ノイズがガウス分布に従うかどうかを知る必要がある理由に依存します。
マーカス・ミュラー

このノイズが付加的で支配的である場合、ヒストグラムアプローチは問題ありません。私の意見では、とにかくノイズモデルの仮定を使用する必要があります。たとえば、加法性ノイズやノイズ特性(平均、分散など)などです。たとえば、モデルがy = x + nであるとします。ここで、xは信号で、nはガウスノイズです。破損した信号yを平均化して残差を分析すると、ノイズ特性についてのアイデアが得られる可能性があります。
dhanushka 2017年

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私は専門家ではありませんが、キーワード(
MarcusMüller

回答:


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時系列がガウスである場合、いくつかの統計的検定がありますが、統計では、「正規性検定」という用語は通常、それらを検索する方法です。

Nist EDAサイト見やすい場所であり、確率プロットはサンプルヒストグラムよりも短いデータセットの方が優れています。

http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/eda/section3/probplot.htm

ページの下部に、qqプロット、KS、カイ二乗、およびその他の適合度テストへの参照があります。Webでそれらに関する十分な情報を見つけることができ、ここで複製しても何も追加されません。

MATLABはありqqplotPROB統計ツールボックスのプロットを、そして単一の引数を持つqqplotはガウス分布に固有のものです。SASにはこれらすべてのテストがあります。Rにはテストがあります。

2人のエンジニアが書いたこの本をお勧めします。彼らは、独立性や定常性などを含むいくつかのテストをカバーしています。本は数学の最小限の実用に向けられています。

ベンダット、ジュリアスS.、アランG.ピアーソル。ランダムデータ:分析および測定手順。巻。729. John Wiley&Sons、2011年。

これらのテストのしわは、信号とノイズのシナリオに準拠していないことです。通常、テストでは、時系列がすべてガウス分布であるかどうかを想定しています。一定の平均値は問題ではありません。信号は通常ガウス分布ではなく、簡単なテストでは違いがわかりません。

DFTなどの信号処理操作では、データに中心極限定理の影響が現れる傾向があるため、線形変換でも非ガウスpdfを保存できないことに注意する必要があります。

実用的な観点からは、ガウス性は白黒ではないことにも注意してください。ガウス仮定を持つアルゴリズムは、ガウス仮定が厳密に有効でなくても、通常はうまく機能します。バイモダリティや非対称のようなものを知ることはより重要です。ノイズや乗法性ノイズのようなコーシー(重い尾)についても知っておくことが重要です。


「DFTなどの信号処理操作では、データに中心極限定理の影響が現れる傾向があるため、線形変換でも非ガウスpdfを保存できないことに注意する必要があります。」について詳しく説明してください。?つまり、線形変換では非ガウス pdfが保存されないという事実に驚くのです。ありがとう。
AlexTP 2017年

驚いた?びっくりした?

私はあなたが言いたいことを理解していません。私の控えめな知識のため、私は線形変換がガウスpdfを保存するという記述だけを知っています。
AlexTP 2017年

そして、線形変換はどのようにして非ガウスpdfを保存しないのですか?基本的に、テストは信号の存在下での正規性を決定するのに適していないと述べたので、多くの場合、信号をフィルタリングしてから、残っているものにテストを適用することがアプローチになるため、線形変換、つまりFFTベースの畳み込みは、ノイズの非ガウス特性を変更し、テストを正規性に偏らせます。あなたの謙虚な知識にはCLTが含まれるでしょうね。

いいえ、あなたが言っていることは、幸運にもCLTを含む私の謙虚な知識と矛盾しません。「線形変換(または非線形変換であっても)非ガウスpdfを保持する」が、人々が誤って予想する一般的な間違いであることを知らないだけです。つまり、pdfが非ガウスである場合、通常、変換された対応物については何も期待しません。説明してくれてありがとう。
AlexTP 2017年
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