averaging/filtering 自相关输入信号是否错误地改变了输出?

Does averaging/filtering an autocorrelation input signal wrongfully change the output?

我正在调查几天内大气中 NO2 的传感器测量值。我的第一个兴趣是找到我正在使用自相关的数据的周期性。

我的问题是,实践似乎是使用移动平均线以及过滤测量值;大约 10-50 个数据点和读数的移动平均值设置 以上 传感器最大读数 200µg/m³ 设置为 200µg/m³(据我所知理解继续下去)。

无论如何...在执行自相关时,我发现处理原始信号或 averaged/filtered 信号会给出截然不同的结果,如附加的自相关图(底部)所示,这使我想到了我的问题:

执行自相关时,我是否会通过使用 averaged/filtered 输入信号到我的自相关函数来错误地更改结果?如果是这样,"correct"?

是哪条路

On top: RAW sensor measurement of NO2 concentration, NO moving average/filtering! Middle: measurement processed with a moving average of 30 data points and any reading >200 is set to 200. Bottom: autocorrelation of the two above measurements, with some slight smoothing. Right scale is inactive and possible end effects are not interesting.

对该图的评论:我知道它看起来 bad/weird 移动平均信号大部分时间是平坦的,而且这种平坦度不是恒定的 200(最大值)。这真的不是很感兴趣,自相关的行为是我关心的。

在自相关之前应用移动平均线与在自相关之后应用移动平均线两次(一次向前,一次向后)相同。

*表示卷积,^R表示信号的时间反转。 xm 是您的输入信号和移动平均滤波器

AutoCorrelate(x*m) = (x*m) * (x*m)^R  
                   = x * m * x^R * m^R
                   = x * x^R * m * m^R
                   = AutoCorrelate(x) * (m * m^R)

请注意,移动平均滤波器的形状与其时间反转的形状相同,因此通过在自相关之前过滤信号,您已经过滤了两次自相关。

由于移动平均滤波器是低通滤波器,这就解释了为什么自相关中的曲线被平滑了。

这是否合适实际上取决于您的应用程序。如果移动平均滤波器仅去除噪声,那么它是个好主意。如果移动平均线去除了指示其时间的信号的重要部分,那么这不是一个好主意。