Найти экстремумы функции с гармонической составляющей, как сделать красиво? Опции

[alexunder]

Добрый день.

Есть некий медленно меняющийся сигнал, отягощенный влиянием гармонической составляющей с переменным периодом (см картинку).


хочется найти все локальные экстремумы такого сигнала. Пока что делаю так. Выбираю окно размером с период гармонической составляющей и уже в нем нахожу экстремумы. Зная закон изменения периода гарм. функции, изменяю размер окна для поиска.
Есть ли более "красивый" способ решить эту задачу?
Спасибо.

[iiv]

хочется найти все локальные экстремумы такого сигнала. Пока что делаю так. Выбираю окно размером с период гармонической составляющей и уже в нем нахожу экстремумы. Зная закон изменения периода гарм. функции,

найдите первый, например, максимум, потом от него вправо одномерной минимизацией минимум, потом снова максимум. Идея примерно такая, делаете два мааааленьких шажка право, про длину который Вы точно будете уверены, что за экстремум не убежите, по ним считаете первую и вторую производную, и дальше бежите Ньютоном, возможно с релаксацией. Если нет дельта функций и очень не линейных зависимостей, то сойдетесь очень быстро.

Если у Вас функция - суть сумма двух-трех синусов и косинусов, с заранее неизвестными фазами, амплитудами и периодами, и шума нет, или почти нет, можно сделать еще элегантнее:

загоняете оцифрованную функцию в вектор v_1, сдвигаете этот вектор на 1 вниз, сохраняя в v_2, и так далее столько раз, сколько у Вас синусов.
Подрезаете сверху и снизу вектора, чтобы одинаковое количество элементов было, и строите матрицу. Находите у нее правый сингулярный вектор, соответствующий минимальному сингулярному числу. Записываете элементы этого вектора в виде коэффициентов полинома и находите корни. Они все - Ваши периоды деленные на шаг дискретизации. Зная периоды, наименьшими квадратами находите амплитуды и фазы. Дальше - аналитически ищите все корни и решение у Вас на ладони.

Выглядит страшно, но зная лапак + мапл или математику, можно за несколько часов сделать и запрограммировать. В МК, на который лапак не компилится, реализовать будет ужасно сложно, думаю, что практически невозможно, в этом случае, остается только первый, не элегантный, метод.

[Santik]

Для начала я бы избавился от низкочастотной составляющей простейшим ФВЧ :-)

[alexunder]

Дамы и господа,

виноват, не упомянул, что работаю с дискретным массивом данных. В самом начале там очень мало точек на период сигнала, т.е. прикладываться там Ньютоном не к чему. Пробовал дифференцировать данные еще до совета Татьяны, но опять-таки из-за малого кол-ва точек на период искать прохождение через 0 приходится "руками". И почему-то я думал, что есть какой-то красивый способ из области мат. физики чтоб получить все и сразу. Спасибо, что развеяли мои надежды.

iiv,
попробую, если будет возможность провести измерения с бОльшим разрешением.

serjj,
я понял, поиск по разнице в знаке. Спасибо.

Santik,
мне как раз и требуется получить красивую кривую этого НЧ сигнала, вычислив локальное среднее на базе амплитуды гармонического сигнала (да, именно так, всевозможные сглаживания применять нельзя).