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ホワイトノイズのスペクトル分布

imoriimoriの回答

回答No.5

#1,#3です。 #4様コメントを見て、混乱を避けるために注釈します。あとちょっと#3が親切ではなかったかとも思って補足。 #3の図のヒストグラムは、白色雑音の数値列をフーリエ変換し、その絶対値のヒストグラム。横軸が絶対値つまりスペクトル面での強度。縦軸が頻度。 #3の曲線は、レーレー分布です。 レーレー分布は x Exp[-x^2/( 2σ^2)]の形をしています。 レーレー分布の平均値はSqrt[π/2]σとなります。 ヒストグラムの平均値μを数値的に算出し、σ=μ* Sqrt[2/π]としてレーレー分布の曲線を描いたわけです。 #4様コメントに関して言えば、白色雑音とはスペクトル面で白色ということであって、それを実空間で言えばデータ点同士の間に統計的相関がないということであって、実空間での確率密度関数の話ではありません。 実空間の雑音振幅の確率密度関数がガウシアンであっても矩形であっても、白色雑音である限り、上記のようなスペクトル強度分布とレーレー分布との一致は得られます(一応テストしました)。

ides
質問者

お礼

シミュレーションまでしていただいたようで、誠にありがとうございます。 レイリー分布なるものがあるのですか。レイリー・ジーンズの式とはまた違うようですね。 このレーレー分布とは、どのような現象に基づいた分布なのでしょうか。 英語版wikipediaを見たところ、ランダムな複素数の実部虚部がガウシアンに従うとき、 その複素数の絶対値がレーレー分布に従う、ということが書いてあるようなのですが、 前提条件として「ガウシアンの分散が等しいとき」というのも書いてあるようです。 (英語は苦手なので読み違えているかもしれません) 以前実際に、実部虚部がガウシアンなのか見てみたとき、 それぞれの分散の値は大きく違っていたように記憶しています。 分散が異なる場合はどうすれば良いのでしょうか。

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