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).