25.5. Метод максимума энтропии или метод авторегрессионной модели
Основы метода. Рассмотрим случайную последовательность
такую, что
а) Ее плотность энтропии И максимальна и равна
Максимум плотности энтропии соответствует наиболее беспорядочному из возможных процессов, базирующихся на исходных данных.
б) Случайная последовательность
корреляционная функция которой является последовательностью
получена в результате прохождения белого шума через авторегрессионный фильтра длиной
т. е.
где
коэффициенты авторегрессионного фильтра,
элементы выборки белого шума мощностью а
Так как этот шум белый, то
Два предположения приводят к одинаковому результату при получении функции
определенной выражением (25.5). Функцию
вычисленную с помощью описанного выше метода, обозначим через
Такой подход в спектральном анализе приводит к проблеме идентификации линейных и инвариантных во времени фильтров.
Описание метода.
Пусть имеется последовательность
Имеем
где
Введем обозначения
Легко проверить, что справедливы следующие соотношения:
из которых выводится комплексное усиление авторегрессионного фильтра
и спектральная функция
Связь с линейным прогнозированием.
Положим
и возьмем величины
такими, что
является лучшей линейной оценкой среднеквадратичного
с предысторией
Имеем
где
соответствует минимуму
Отсюда следует
Сравнивая этот результат с выражением (25.11), видим, что член
авторегрессионной модели представляет собой наилучшую линейную оценку
с предысторией
Можно записать
Величина
состоит из члена
предсказанного из данных, к которому добавлен полностью непредсказуемый член (белый шум).