基于FFT的舍入不确定度评估
荆学东,陈芷,张智慧,黄韡霖
上海应用技术学院, 上海 201418
The Round-off Uncertainty Evaluation of Fast Fourier Transform
JING Xue-dong,CHEN Zhi,ZHANG Zhi-hui,HUANG Wei-lin
School of Mechanical Engineering of Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China
摘要 舍入不确定度是快速傅里叶算法不确定度评估中的一个重要来源。将表示成向量矩阵的FFT算法分解为稀疏矩阵,以此确定信号传递流图,从而得出舍入不确定度在每一级的传递形式。再利用GUM中的B类方法对其进行评定,评定时假设舍入测量不确定度为均匀分布,通过对FFT算法中基-2算法的舍入不确定度进行评定,最终经过算法传递后得到其舍入不确定度的结果,在此基础上建立了FFT舍入测量不确定度的通用评估方法。
关键词 :
计量学 ,
舍入不确定度 ,
稀疏矩阵 ,
B类评定
Abstract :Round-off uncertainty is an important source of the uncertainty evaluation for fast Fourier transform algorithm. The fast Fourier transform algorithm expression is transformed into vector matrix, then the matrix will decompose into sparse matrix. So the signal flow graph will determine and round-off uncertainty in every level of the transmission form will be obtained. Assuming round-off uncertainty distribution as uniform distribution, then the round-off uncertainty of radix-2FFT by type B evaluation of GUM can be evaluated, finally the values of round-off uncertainty after passing through the algorithm will be obtained. Based on this, a unified method for the evaluation of the uncertainty of FFT can be established.
Key words :
metrology
round-off uncertainty
sparse matrix
type B evaluation of GUM
收稿日期: 2015-06-28
发布日期: 2015-12-10
基金资助: 国家自然科学基金(51275310);上海市教育委员会科技创新项目(13YZ121)
通讯作者:
陈芷
E-mail: fishatnorth@126.com
作者简介 : 荆学东(1968-),男,安徽颍上人,上海应用技术学院教授,博士,主要研究方向为虚拟仪器和机器人技术。jingkd2003@aliyun.com
引用本文:
荆学东,陈芷,张智慧,黄韡霖. 基于FFT的舍入不确定度评估[J]. 计量学报, 2016, 37(1): 105-108.
JING Xue-dong,CHEN Zhi,ZHANG Zhi-hui,HUANG Wei-lin. The Round-off Uncertainty Evaluation of Fast Fourier Transform. Acta Metrologica Sinica, 2016, 37(1): 105-108.
链接本文:
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2016.01.24 或 http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2016/V37/I1/105
[1]Rao K R, Kim D N.Fast Fourier Transform:Algorithms And Applications [M] .北京:机械工业出版社,2012,1-99.
[2]ISO/IEC.GUIDE 98-3. Uncertainty of measurement—Part 3: Guide to the expression of uncertainty in Measurement (GUM:1995)[S].2008.
[3]Jing X D. Evaluation of measurement uncertainties of virtual instruments[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology(UK), 2006, 27(11): 1202-1210.
[4]荆学东.基于虚拟仪器的纳米颗粒复合电刷镀工艺过程自动化研究[D].上海:上海交通大学,2005.
[5]荆学东,吉涛,何凯,等. 一种卧式圆柱度测量虚拟仪器的不确定度评估[J]. 陕西科技大学学报,2011,29(1):121-124.
[6]孔昭俊.论数值修约[J].数学理论与应用,2011,31(2):24-30.
[7]范啸涛,季光明,何永斌. 计算机浮点数算术运算的舍入误差研究[J]. 成都理工大学学报(自然科学版),2005,32(2):213-216.
[8]曾孟雄. 测量数据的舍入误差与有效数字[J]. 实用测试技术,1999,(4):44-46.
[9]叶德培. 测量不确定度理解评定与应用[M]. 北京: 中国计量出版社, 2007,36-47.
[10]国家质量监督检验检疫总局.JJF 1059—1999, 测量不确定度评定与表示[ S] .1999.
[11]詹惠琴,习友宝,古天祥. 基于数值仿真法的虚拟仪器不确定度评估研究[J].仪器仪表学报,26(10):1011-1014.
[12]张晓蓉, 蒋伟, 朱洪坤,等. AB型瓦楞纸箱边压强度测量不确定度评估[J]. 包装工程,2011,32(1):11-14.
[13]张立才,王民,高有堂.数字信号处理——原理\实现及应用[M].北京:北京邮电出版社,2011,107-120.
[14]杨绍祺,谈根林.稀疏矩阵—算法及其程序实现[M].北京:高等教育出版社,1985,35-218.
[15]程云鹏.矩阵论[M].西安:西北工业大学出版社,2003,178-233.
[1]
许峰, 李智玮, 冯建. 恒流放电法测量超级电容器静电容量的影响因素分析与不确定度评定 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 489-493.
[2]
贾梦雯, 赵鹏, 王月兵. 高静水压下换能器阻抗特性的测量方法研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 461-468.
[3]
费致根, 王开创, 周强, 巩晓赟. ICF靶丸表面形貌及球度误差检测 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 406-412.
[4]
张永卓, 王晶, 傅博强, 黄翔, 董莲华, 牛春艳, 杨佳怡. 2019新型冠状病毒的核酸检测 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 393-398.
[5]
庄双勇, 赵伟, 赵东芳, 黄松岭. 一种基于滑窗TLS-ESPRIT算法的超谐波动态分析方法 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 475-483.
[6]
姜静子, 高思田, 黄鹭, 李琪, 连笑怡. 基于差动共焦显微技术的微区拉曼光学系统构建与实验研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 399-405.
[7]
李凯, 郝小鹏, 宋健, 孙建平, 胡朝云, 刘洋, 扈又华, 杨延龙. 真空汞固定点黑体辐射源的设计与研制 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 413-418.
[8]
马若梦, 林鸿, 张亮, 冯晓娟, 方立德, 张金涛. 基于多次反射直接吸收精确测量二氧化碳浓度的研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 425-429.
[9]
李利峰, 李锐, 闫小克, 王宁, 何沛. 镓熔点温坪复现研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 419-424.
[10]
张永胜, 张毅治, 刘彦军. 差压式流量计测量脉动流量方法研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 430-433.
[11]
贾正森, 王磊, 徐熙彤, 周天地, 潘仙林, 石照民, 张江涛. 基于约瑟夫森量子电压的交流功率测量系统及方法研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 469-474.
[12]
方立德, 郎月新, 赵宁, 李小亭, 韦子辉. 基于同轴线相位法的两相流含气率测量研究 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 434-440.
[13]
谢胜龙, 张文欣, 鲁玉军, 张为民, 朱俊江, 林立, 任国营. 气动肌肉的最小二乘支持向量机迟滞模型 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 441-447.
[14]
江文松, 王中宇, 罗哉, 张力, 胡晓峰. 基于蒙特卡罗法的冲击力溯源系统不确定度评定 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 448-454.
[15]
孟宗, 岳建辉, 邢婷婷, 李晶, 殷娜. 基于最大幅值变分模态分解和均方根熵的滚动轴承故障诊断 [J]. 计量学报, 2020, 41(4): 455-460.