Capitulo 4 Correlación
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Capitulo 4 Correlación
Procesamiento Digital de Señales Correlación 2012 Capítulo 04. Correlación MI. Mario Alfredo Ibarra Carrillo Facultad de Ingeniería; Telecomunicaciones 16/03/2011 Ver_09_01_01 Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 1 Procesamiento Digital de Señales Correlación Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 2 Procesamiento Digital de Señales Correlación Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 3 Procesamiento Digital de Señales Correlación Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 4 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.1 Correlación en tiempo continuo 4.1.1 Definición de la correlación Definición 4.1. Correlación en el tiempo. Es una operación binaria entre dos funciones y que indica la fuerza y dirección de la relación entre ambas funciones. La correlación sólo se parece a la correlación estadística cuando se habla de procesos estacionarios y ergódicos. Definición 4.2 Nomenclatura de la correlación. Sean f (t ) y g(t ) dos funciones reales de variable real, la correlación de ambas funciones denotada por f (t )∗∗g(t ) ∀ t ∈ℝ es otra función definida como f ∗∗g(t ) ∀ t∈ℝ . En forma de ecuación se puede plantear que: f ∗∗g(t )= f (t )∗∗g(t) ∀ t∈ℝ (4.1) 4.1.2 Correlación para señales energía Definición 4.3 Correlación para señales energía, valuada en t= τ . Sean f (t ) y g(t ) dos señales energía, su correlación evaluada para t= τ se plantea como: • f (t ) se mantiene fija f (t ) • g(t ) se retrasa en τ , es decir, t cambia por t − τ y la función cambia como g(t )⇒ g( t −τ) • Las funciones se multiplican (punto a punto como en todo producto de funciones). f (t ) g( t− τ) • Se calcula el área del producto T f ∗∗g( τ)= lim ∫ f (t) g (t− τ)[v 2]dt [s] T → ∞ −T (4.2) Siguiendo la definición 4.3 si se desea conocer la correlación para todo instante de tiempo se tendría que crear un registro para τ tomando valores de un extremo a otro del infinito, es decir τ∈(−∞ ,∞) . Una forma de generalizar y simplificar este proceso es mediante un cambio de variable tal como se define a continuación. Definición 4.4. Correlación para señales energía para toda t . Si se desea evaluar la correlación para toda t se hace un intercambio de variables t ← → τ en la ecuación 4.2 de tal forma que resulta: T f ∗∗g(t )= lim ∫ f (τ) g ( τ−t)[v 2]d τ [s] T → ∞ −T (4.3) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 5 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.1.3 Estimador discreto de la correlación para señales energía Teorema 4.1 El estimador discreto de la correlación de tiempo continuo queda expresado en una suma de correlación dada a continuación: N −1 ∑ f ∗∗g(n)= lim N →∞ m=−( N−1) f (m) g(m− n) τ s [v 2 s] ; ∀n∈ℤ (4.4) A modo de demostración, se parte de la correlación dada en ecuación 4.3 para señales energía. Se muestrea la señal considerando las equivalencias siguientes. t =n τ s τ=m τ s dt =τ s d τ= τ s (4.5) T =( N −1) τ s En donde • • • • • t es la variable de tiempo continuo T es la ventana de tiempo en el cual se muestrea la señal τs es el periodo de muestreo y también es la diferencial de tiempo dt y dτ n es la n-ésima muestra N es el número de muestras. Las muestras se numeran de 0 a N−1 . Sustituyendo el conjunto de ecuaciones (4.5) en la ecuación (4.3) de correlación para señales energía de tiempo continuo se logra: N−1 f ∗∗g (n)= lim N →∞ ∑ m=−(N −1) f ( m) g (m−n) τs [v 2 s] ; ∀ n∈ℤ Nótese que la ecuación resultante es igual a la ecuación (4.4). 4.1.4 Correlación para señales energía de tiempo discreto Teorema 4.2. La correlación para señales energía en tiempo discreto queda descrita por la siguiente ecuación. N −1 f ∗∗g (n)= lim N →∞ ∑ f (m) g(m− n)[v 2 ] ; ∀n∈ℤ (4.6) m=−( N−1) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 6 Procesamiento Digital de Señales Correlación A modo de demostración considérense que las señales discretas no están definidas entre muestras, a consecuencia, el periodo de muestreo se normaliza a la unidad y por tanto la ecuación (4.4) puede reescribirse como en la forma de la ecuación (4.6) Nótese también que la suma de correlación está definida en función de un índice de instantes y no en función de una variable temporal, no obstante, se le seguirá llamando correlación para tiempo discreto. 4.1.5 Correlación promediada La correlación promediada se logra dividiendo la suma de correlación por el número de muestras involucradas 1 f∗∗g(n)= lim N →∞ (2N−1) N→∞ lim N −1 ∑ m=−( N−1) f (m) g(m −n) ; ∀ n∈ ℤ (4.7) 2N−1 En [proakis; cap.2] es posible encontrar mayor información, sólo se debe tener cuidado con el cambio de nomenclatura. 4.1.6 Correlación en tiempo discreto para secuencias causales de duración finita: señales energía Definición 4.5 Señal causal. La señales causales son aquellas que no están definidas en tiempo negativo y por tanto toman el valor de cero para tales tiempos. Si bien presentan un comportamiento en tiempo positivo. Teorema 4.3. Correlación causal finita. Sean dos secuencias causales finitas f =[f (0) , f (1) ,…, f ( N−1)] y g =[g (0 ), g(1),… , g ( N−1)] , ambas de cardinalidad N . La correlación causal de ambas funciones, f (n)∗∗g( n) , es otra función también denotada como (f ∗ g)(n)=f (n)∗∗g( n) denotada por y cuya definición es: N −1 f ∗∗g(n)= ∑ f (m) g(m−n)[v2 ] ; ∀n∈[−( N−1) ,( N−1)] (4.8) m=0 Teorema 4.4. Longitud de la secuencia de correlación causal finita. Dada la secuencia f =[f (0) , f (1) ,…, f ( N−1)] , de longitud N a correlacionar con la secuencia g =[g (0 ), g(1),… , g ( N−1)] de la misma longitud, la longitud de la secuencia de correlación se representa como N f ∗∗g y su cálculo es: N f ∗∗g =2 N−1 (4.9) Teorema 4.5. Dominio de la secuencia de correlación causal finita. El dominio de la secuencia de correlación causal finita es un subconjunto de los números enteros definido a continuación. n∈[−( N−1) ,( N−1)] (4.10) Teorema 4.6 El significado de la n . El índice n indica cuanto se desplaza la segunda secuencia para la operación de correlación. Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 7 Procesamiento Digital de Señales Correlación Teorema 4.7 No causalidad de la correlación. La correlación de dos secuencias causales finitas es otra secuencia no causal finita. Esto se puede observar en el dominio de la variable independiente. 4.1.7 Ejemplo Realice la correlación de las dos secuencias siguientes: f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] ↑ g=[g(0) , g(1) , g(2) , g(3)] (4.11) ↑ Ahora se desarrollan los cálculos previos a la correlación, es decir: • La longitud de las secuencias implicadas es N=4 . • El dominio de la correlación se calcula a partir de la ecuación 4.10, es decir: n∈[−3, 3] Luego se desarrolla la suma de correlación para las secuencias dadas en las ecuaciones (4.11). Tabla 4.1 Correlación para las secuencias causales finitas g=[g(0), g(1), g(2), g(3)] f**g(-3) = f(0)g(3) + f(1)g(4) + f(2)g(5) f**g(-2) = f(0)g(2) + f(1)g(3) + f(2)g(4) f**g(-1) = f(0)g(1) + f(1)g(2) + f(2)g(3) f**g(0) = f(0)g(0) + f(1)g(1) + f(2)g(2) f**g(1) = f(0)g(-1) + f(1)g(0) + f(2)g(1) f**g(2) = f(0)g(-2) + f(1)g(-1) + f(2)g(0) f**g(3) = f(0)g(-3) + f(1)g(-2) + f(2)g(-1) f=[f(0), f(1), f(2), f(3) ] + + + + + + + y f(3)g(6) f(3)g(5) f(3)g(4) f(3)g(3) f(3)g(2) f(3)g(1) f(3)g(0) Obsérvese de la tabla 4.1 que los productos en rojo corresponden con índices para los cuales al menos una de las secuencias no está definida. Ahora bien, realizando los productos y sumas indicados se tiene que la correlación es: f ∗∗g=[ f∗∗g(−3) , f ∗∗g(−2), f ∗∗g(−1), f ∗∗(0) f ∗∗g(1) , f∗∗g( 2), f ∗∗g(3) ] (4.12) ↑ donde: f ∗∗g(−3)= f ( 0) g (3) f ∗∗g(−2)= f ( 0) g (2)+f (1) g(3) f ∗∗g(−1)=f (0) g (1)+f ( 1) g(2)+f ( 2) g(3) f ∗∗g( 0 )=f (0) g (0)+f (1) g(1)+f (2) g(2)+f (3) g(3) (4.13) f ∗∗g( 1)=f (1) g(0)+f (2) g(1)+f (3) g( 2) f ∗∗g( 2)=f (2) g(0)+f (3) g(1) f ∗∗g( 3)=f (3) g( 0) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 8 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.1.8 Correlación de secuencias de duración finita por el método de la cinta deslizante El método de la cinta deslizante ilustra de manera gráfica el proceso de correlación entre dos secuencias, es decir, para correlacionar una secuencia finita f =[ f (0) , f (1) ,…, f ( N−1)] con otra secuencia finita g =[g (0 ), g(1),… , g ( N−1)] : • La secuencia f • La secuencia g se desplaza de adelante hacia atrás. • En cada desplazamiento, se realiza el producto punto. En el caso de secuencias finitas sólo se consideran aquellos productos punto que no son nulos. se mantiene sin alteraciones Ahora bien, siguiendo los pasos dados, se consideran las dos secuencias siguientes (son las mismas ecuaciones (4.11) ) f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] ↑ g=[g(0) , g(1) , g(2) , g(3)] ↑ Ahora se desarrolla la suma de correlación, es decir: • La longitud de las secuencias implicadas es N=4 . • El dominio de la correlación se calcula a partir de la ecuación 4.10, es decir: n∈[−3, 3] Entonces por el método de la cinta deslizante se plantea la tabla 4.2 donde se obtienen las mismas ecuaciones (4.13), es decir f ∗∗g (−3)= f ( 0) g(3) f ∗∗g (−2)= f ( 0) g(2)+ f (1) g(3) f ∗∗g (−1)=f (0) g(1)+ f (1) g(2)+ f (2) g(3) f ∗∗g ( 0 )=f (0) g(0)+ f (1) g(1)+ f (2) g(2)+ f (3) g(3) f ∗∗g ( 1)=f (1) g(0)+ f (2) g(1)+ f (3 ) g(2) f ∗∗g ( 2)=f (2) g(0)+ f (3) g(1) f ∗∗g ( 3)=f (3) g( 0) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 9 Procesamiento Digital de Señales Correlación Tabla 4.2 .Método de la cinta deslizante. Note que la función “f” se mantiene sin cambios, en tanto que la función “g” se desplaza. Debe realizarse el producto punto entre “f” y cada desplazameinto de “g”. f(n) g(n+3) -4 -3 -2 -1 0 1 2 f(2) f(3) g(1) g(2) f(0) g(3) f(1) g(0) 3 4 Σ= f(0)g(3) f(0)g(3) f(n) g(n+2) g(0) f(n) g(n+1) g(1) g(0) f(n) g(0) f(n) g(n-1) f(n) g(n-2) f(0) g(2) f(1) g(3) f(0)g(2) f(1)g(3) f(0) g(1) f(1) g(2) f(2) g(3) f(0)g(1) f(1)g(2) f(2)g(3) f(0) g(0) f(1) g(1) f(2) g(2) f(3) g(3) f(0)g(0) f(1)g(1) f(2)g(2) f(3)g(3) f(0) f(1) g(0) f(2) g(1) f(3) g(2) f(1)g(0) f(2)g(1) f(3)g(2) f(1) f(2) g(0) f(3) g(1) f(2)g(0) f(3)g(1) f(2) f(3) g(0) f(0) f(n) g(n-3) f(0) f(1) f(2) f(3) Σ= f(0)g(2) + f(1)g(3) f(3) Σ= f(0)g(1)+ f(1)g(2) + f(2)g(3) Σ= f(0)g(0)+ f(1)g(1) + (f2)g(2) + f(3)g(3) g(3) Σ= f(1)g(0) f(2)g(1) + f(3)g(2) g(2) g(3) Σ= f(2)g(0)+f(3)g(1) g(1) f(3)g(0) g(2) g(3) Σ= f(3)g(0) 4.1.9 Ejemplo Correlacione las siguientes secuencias: f =[2 , 5 , 0 , 4] ↑ (4.14) g=[4 , 1, 3,0] ↑ La longitud de la secuencia de correlación queda definida como N f ∗∗g =2N−1=2×4−1=7 (4.15) La tabla 4.3 ilustra el proceso de correlación por cinta despllizante. Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 10 Procesamiento Digital de Señales Correlación Tabla 4.3 Convolución de las secuencias f=[2,5,0,4] y g=[4,1,3,0] -3 f(n) g(m+3)) -2 -1 0 1 2 3 5 0 4 0 0 0 4 5 6 0 0 0 'Σ= 0 0 0 0 'Σ= 6 4 0 1 0 3 0 2 0 0 0 5 0 0 4 1 0 2 3 6 0 4 0 0 0 0 2 1 2 5 3 15 0 0 0 4 4 0 0 0 0 0 'Σ= 17 0 2 4 8 5 1 5 0 3 0 4 0 0 0 0 0 'Σ= 13 2 0 5 4 20 0 1 0 4 3 12 0 0 0 0 'Σ= 32 2 5 0 0 0 4 0 4 1 4 3 0 0 0 0 'Σ= 4 2 5 0 4 4 16 1 0 3 0 0 0 'Σ= 16 f(n) g(m+2) f(n) g(m+1) 0 f(n) g(m) 0 0 f(n) g(m-1) 0 0 0 f(n) g(m-2) 0 0 0 f(n) g(m-3) 0 0 0 0 0 0 El dominio de la secuencia de correlación es: n∈[−( N−1) ,( N−1)] (4.16) ∈[−3,3] La secuencia de correlación es: f ∗∗g=[0,6,17,13 ,32,4,16] (4.17) ↑ Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 11 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.1.10 correlación de secuencias de duración finita por el método matricial Considérense las dos secuencias siguientes: son la mismas ecuaciones (4.11) f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] ↑ g=[g(0) , g(1) , g(2) , g(3)] ↑ El planteamiento de la correlación por fórmula quedó definido en la tabla 4.2. ahora bien, considerando los factores no nulos y factorizando los términos de la secuencia f se logra el siguiente planteamiento: [ ][ f ∗∗g(−3) f ∗∗g(−2) f ∗∗g(−1) f ∗∗g( 0) = f ∗∗g( 1) f ∗∗g( 2) f ∗∗g( 3) g(3) g(2) g(1) g(0) 0 0 0 0 g(3) g(2) g(1) g(0) 0 0 0 0 g(3) g(2) g(1) g(0) 0 0 0 0 g(3) g( 2) g( 1) g( 0) ][ ] f ( 0) f (1) f ( 2) f ( 3) (4.18) La ecuación anterior se puede expresar en forma compacta de la forma siguiente f ∗∗g=G F (4.19) En donde [ 0 g(3) g(2) g(1) g(0) 0 0 [] (4.21) g(3) g(2) g(1) G= g(0) 0 0 0 f ( 0) f (1) F= f (2) f (3) 0 0 g(3) g( 2) g( 1) g( 0) 0 [ ] f∗∗g(−3) f∗∗g(−2) f∗∗g(−1) f ∗∗g= f ∗∗g(0) f ∗∗g(1) f ∗∗g(2) f ∗∗g(3) 0 0 0 g(3) g(2) g(1) g( 0) ] (4.20) (4.22) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 12 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.1.11 Ejemplo Correlacione las siguientes secuencias (son las mismas ecuaciones (4.14) f =[2 , 5 , 0 , 4] ↑ g=[4 , 1, 3,0] ↑ Planteando las matrices se logra. [ ][ ] [ ] 0 3 1 f ∗∗g= 4 0 0 0 0 0 3 1 4 0 0 0 0 0 3 1 4 0 0 0 0 0 3 1 4 0 6 2 17 5 = 13 0 32 4 4 16 La longitud de la secuencia de correlación queda definida como N f ∗∗g =2N−1=2×4−1=7 El dominio de la secuencia de correlación es: n ∈[−( N−1) ,( N−1 )] ∈[−3,3 ] La secuencia de conrrelación es: f ∗∗g=[0,6,17,13 ,32,4,16] ↑ 4.1.12 correlación de secuencias de duración finita por el método de malla Considérense las dos secuencias siguientes: son la mismas ecuaciones (4.11) f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] ↑ g=[g(0) , g(1) , g(2) , g(3)] ↑ Primero se crea una maya tal como se ilustra en la tabla 4.4: en el renglón superior se coloca la secuencia en tanto que en la columna más a la derecha se coloca la secuencia g reflejada. Mario Alfredo Ibarra Carrillo f Año 2012 13 Procesamiento Digital de Señales Correlación Tabla 4.4. Correlación por el método de malla. Planteamiento de la malla. f(0) f(1) f(2) f(3) g(3) g(2) g(1) g(0) Luego la maya se llena con el producto cartesiano de las secuencias, tal como se indica en la tabla 4.5 Tabla 4.5. Correlación por el método de malla. Llenado de la malla. f(0) f(1) f(2) f(3) f(0)g((3) f(1)g(3) f(2)g(3) f(3)g(3) g(3) f(0)g(2) f(1)f(2) f(2)g(2) f(3)g(3) g(2) f(0)g(1) f(1)g(1) f(2)g(1) f(3)g(1) g(1) f(0)g(0) f(1)g(0) f(2)g(0) f(3)g(0) g(0) Finalmente, se realizan sumas en diagonal hacia abajo-izquierda. Los totales son los elementos de la secuencia de correlación tal como ilustra la tabla 4.6. Tabla 4.6 Correlación de las secuencias f=[f(0,f(1),f(2),f(3)] y g=[g(0),g(1),g(2),g(3)]] f(0) f(1) f(2) f(3) f(0)g(3) f(1)g(3) f(2)g(3) f(3)g(3) g(3) f**g(-3) f(0)g(2) f(1)g(2) f(2)g(2) f(3)g(2) g(2) f**g(-2) f(0)g(1) f(1)g(1) f(2)g(1) f(3)g(1) g(1) f**g(-1) f(0)g(0) f(1)g(0) f(2)g(0) f(3)g(3) g(0) f**g(0) f**g(1) f**g(2) f**g(3) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 14 Procesamiento Digital de Señales Correlación Donde: f ∗∗g (−3)= f ( 0) g(3) f ∗∗g (−2)= f ( 0) g(2)+ f (1) g(3) f ∗∗g (−1)=f (0) g(1)+ f (1) g(2)+ f (2) g(3) f ∗∗g ( 0 )=f (0) g(0)+ f (1) g(1)+ f (2) g(2)+ f (3) g(3) f ∗∗g ( 1)=f (1) g(0)+ f (2) g(−1)+ f (3) g(−2) f ∗∗g ( 2)=f (2) g(0)+ f (3) g(1) f ∗∗g ( 3)=f (3) g( 0) Nótese que son las mismas ecuaciones (4.13) 4.1.13 Ejemplo Correlacione las siguientes secuencias (son las mismas ecuaciones (4.14) f =[2 ,5 , 0, 4] ↑ g=[4 , 1,3 , 0] ↑ El proceso por el método del producto queda definido como indica la tabla 4.7. Tabla 4.7 Correlación de las secuencias f(n)=[2,5,0,4] y g(n)=[4,1,3,0] 2 5 0 4 0 0 0 0 0 0 6 15 0 12 3 6 2 5 0 4 1 17 8 20 0 16 4 13 32 4 16 La longitud de la secuencia de correlación queda definida como N f ∗∗g =2N−1=2×4−1=7 El dominio de la secuencia de correlación es: n∈[−( N−1) ,( N−1)] ∈[−3,3 ] Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 15 Procesamiento Digital de Señales Correlación Finalmente, la secuencia de correlación es: f ∗∗g=[0,6,17,13 ,32,4,16] ↑ 4.1.14 Correlación de secuencias de duración finita por el método del producto Considérense las dos secuencias siguientes: son la mismas ecuaciones (4.11) f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] ↑ g=[g(0) , g(1) , g(2) , g(3)] ↑ El planteamiento de la correlación por producto queda definido en la tabla 4.8. Note de la tabla que la secuencia g está reflejada. Tabla 4.8. Correlación por el método del producto para las secuencias [f(0),f(1),f(2),f(3)] y [g(0),g(1),g(2),g(3)] f(0) g(3) f(0)g(3) + f**g(-3) f(1) g(2) f(1)g(3) f(0)g(2) f**g(-2) + f(2) g(1) f(2)g(3) f(1)g(2) f(0)g(1) + f**g(-1) f(3) g(0) f(3)g(3) f(2)g(2) f(1)g(1) f(0)g(0) f**g(0) + f(3)g(2) f(2)g(1) f(1)g(0) f**g(1) + f(3)g(1) f(2)g(0) f**g(2) f(3)g(0) f**g(3) Donde: f ∗∗g (−3)= f ( 0) g(3) f ∗∗g (−2)= f ( 0) g(2)+ f (1) g(3) f ∗∗g (−1)=f (0) g(1)+ f (1) g(2)+ f (2) g(3) f ∗∗g ( 0 )=f (0) g(0)+ f (1) g(1)+ f (2) g(2)+ f (3) g(3) f ∗∗g ( 1)=f (1) g(0)+ f (2) g(−1)+ f (3) g(−2) f ∗∗g ( 2)=f (2) g(0)+ f (3) g(1) f ∗∗g ( 3)=f (3) g( 0) Nótese que son las mismas ecuaciones (4.13) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 16 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.1.15 Ejemplo Correlacione las siguientes secuencias (son las mismas ecuaciones (4.14) f =[2 ,5 , 0, 4] ↑ g=[4 , 1,3 , 0] ↑ El proceso por el método del producto queda definido como: Tabla 4.9 Método del producto para las secuencias f=[2,5,0,4] y g=[4,1,3,0]. ** 2 0 0 5 3 0 6 0 1 0 15 2 + 0 6 17 4 4 0 0 5 8 12 0 20 4 0 16 13 32 4 16 La longitud de la secuencia de correlación queda definida como N f ∗∗g =2N−1=2×4−1=7 El dominio de la secuencia de correlación es: n∈[−( N−1) ,( N−1)] ∈[−3,3] La secuencia de conrrelación es: f ∗∗g=[0,6,17,13 ,32,4,16] ↑ Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 17 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.2 Correlación discreta por software 4.2.1 Correlación discreta en MATLAB formato xcorr( a, b) donde a ,b son secuencias discretas no necesariamente de la misma longitud. Ejemplo > f =[2,5,0,4] > g=[4,1,3,0] > xcorr( f , g) > [0,6,17,13,32,4,16] 4.3 Propiedades de la correlación lineal A continuación se han anotado algunas propiedades importantes de la correlación. Al respecto, siempre debe recordar que aunque la correlación es una operación lineal no es conmutativa. Teorema 4.8 Asociatividad. f (n)∗∗g( n)∗∗h(n)=f (n)∗∗( g(n)∗∗h(n) ) (4.23) =( f ( n)∗∗g(n) )∗∗h(n) Teorema 4.9 Distributividad. f (n)∗∗[ g(n)+h(n) ]= f ( n)∗∗g(n)+f (n)∗∗h( n) (4.24) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 18 Procesamiento Digital de Señales Correlación Teorema 4.10 Homogeneidad. Af (n )∗∗g( n)= A ( f ( n)∗∗g (n) ) (4.25) f (n )∗∗B g (n)=B ( f (n)∗∗g (n) ) (4.26) Af (n )∗∗B g (n)= A B ( f (n )∗∗g( n) ) (4.27) Teorema 4.11 Impulso. δ (n)∗∗f (n)=f (−n) (4.28) f (n)∗∗δ (n)=f (n) (4.29) Teorema 4.12 Invarianza temporal. Dada la correlación f (n)∗∗g( n)=h(n) se tiene que: f (n−α )∗∗h(n)= y (n−α) (4.30) f (n)∗∗h(n−β)= y (n−β) (4.31) f (n−α )∗∗h(n−β)= y(n−α−β) (4.32) Teorema 4.13 incoumutatividad. La correlación no es conmutativa, esto es; dada f (n )∗∗g ( n)=h (n ) (4.33) se tiene que la permutación de los operandos genera la secuencia invertida g(n)∗∗f ( n)=h(−n) (4.34) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 19 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.4 Correlación circular Dada la secuencia f =[ f (0) , f (1) ,…, f ( N−1)] de cardinalidad N a correlacionar con otra secuencia g =[g (0 ), g(1),… , g ( N−1)] también de cardinalidad N , el proceso de correlación exige N× N productos e igual cantidad de sumas. Empleando una operación conocida como FFT (Trasnformada Rápida de Fourier) para calcular la correlación, se logra reducir este número a un mútiplo de N log 2 N . Dado que la FFT es una operación que se aplica a señales periódicas, es lógico pensar que a la FFT se le conozca como correlación circular o cíclica. 4.4.1 Secuencia periódica Sea la secuencia periódica x con cardinalidad N=3 tal como se ilustra a continuación (Note que en la ecuación hay un origen definido). x=[... x(0) , x (1) , x(2 ), x(0) , x (1) , x(2 ), x(0) , x (1) , x(2 ), ...] (4.35) ↑ Esta secuencia también puede escribirse con índices no periódicos de la forma siguiente x=[... x(−3), x(−2) , x(−1) , x (0) , x (1), x(2) , x (3) , x( 4) , x (5) , ...] (4.36) ↑ Ambas formas, la periódica y la no periódica son equivalentes y serán usadas en la correlación circular. 4.4.2 Sobre el origen de la secuencia periódica Definición 4.6 El origen de una secuencia finita y periódica será el primer elemento de la secuencia. 4.4.3 Desplazamiento hacia adelante de una secuencia periódica Definición 4.7. Desplazamiento circular hacia adelante. Cuando una secuencia periódica se adelanta un paso, el elemento más a la izquierda sale e ingresa por la derecha, es decir. x (n)=[ x(0), x(1) , x (2)] (4.37) x(n+1)=[ x(1) , x (2) , x( 0)] 4.4.4 Desplazamiento hacia atrás de una secuencia periódica Definición 4.8. Desplazamiento circular hacia atrás. Cuando una secuencia periódica se atrasa un paso, el elemento más a la derecha sale e ingresa por la izquierda, es decir. x (n)=[ x(0), x(1) , x (2)] (4.38) x(n−1)=[ x(2) , x (0) , x (1)] Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 20 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.4.5 Correlación de secuencias periódicas Para ejemplificar considérese que las secuencias siguientes corresponden a un periodo. f (n)=[ f ( 0) , f (1), f ( 2), f (3)] ↑ g(n)=[g(0) , g(1) , g(2) , g(3)] (4.39) ↑ Sustituyendo las secuencias (4.39) en la ecuación (4.8) se logra la tabla 4.1. Ahora bien, considérense las siguientes equivalencias: g (−3 )=g (1) g (−2)=g (2) g (−1)=g (3) g ( 0)=g (0) g ( 1)=g (1) (4.40) g ( 2)=g (2) g ( 3)=g (3) g ( 4 )=g (0 ) g ( 5)=g (1) Entonces la tabla 4.1 puede transcribir en la tabla 4.10 Tabla 4.10 Correlación para las g=[g(0), g(1), g(2), g(3)] f**g(-3) = f(0)g(3) + f**g(-2) = f(0)g(2) + f**g(-1) = f(0)g(1) + f**g(0) = f(0)g(0) + f**g(1) = f(0)g(3) + f**g(2) = f(0)g(2) + f**g(3) = f(0)g(1) + secuencias periódicas f=[f(0), f(1), f(2), f(3) ] f(1)g(0) f(1)g(3) f(1)g(2) f(1)g(1) f(1)g(0) f(1)g(3) f(1)g(2) + + + + + + + f(2)g(1) f(2)g(0) f(2)g(3) f(2)g(2) f(2)g(1) f(2)g(0) f(2)g(3) + + + + + + + y f(3)g(2) f(3)g(1) f(3)g(0) f(3)g(3) f(3)g(2) f(3)g(1) f(3)g(0) Nótese de la tabla 4.10 que la secuencia de correlación es periódica para N=4 , es decir: f ☼☼ g(−3)=f ☼☼ g(1) f ☼☼ g(−2)=f ☼☼ g(2) (4.41) f ☼☼ g(−1)=f ☼☼ g(3) Teorema 4.14 Ecuación de correlación circular. Sean dos secuencias periódicas f =[f (0) , f (1) ,…, f ( N−1)] y g=[g (0), g(1) ,…, g(N −1)] , ambas de cardinalidad N para un periodo. La correlación circular de ambas f (n)☼☼ g(n) ; n∈[0, N−1] , es otra función también denotada como funciones, denotada por f ☼☼ g( n); n∈[0, N−1] y cuya definición es: N−1 f ☼☼ g( n)= ∑ f (m ) g( m−n)[v 2 ] ; ∀ n∈[0,( N−1)] (4.42) m=0 Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 21 Procesamiento Digital de Señales Correlación Illustration 4.1: (a)Representación del operando f(n). (b) Acomodo de los dos operandos f(n) y g(n) para la correlación circular. Si la fórmula (4.42) se desarrolla se tendrá la siguiente secuencia de operaciones f ☼☼ g( 0)= f ( 0) g(0) f ☼☼ g(1)=f (0) g(3) f ☼☼ g(2)=f (0) g(2) f ☼☼ g(3)=f ( 0) g(1) + + + + f (1) g(1) f (1) g(0) f (1) g(3) f (1) g(2) + + + + f (2) g(2) f ( 2) g(1) f (2) g(0) f (2) g( 3) + + + + f (3) g(3 ) f (3) g(2) (4.43) f (3) g(1) f (3) g(0) Teorema 4.15 Longitud de la correlación circular. La correlación de dos secuencias periódicas de longitud N es otra secuencia periódica de longitud N . 4.4.6 Método de los círculos concéntricos Para construir el método de los círculos concéntricos, síganse los pasos anotados a continuación: • Sea la secuencia f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] el primer operando de una correlación circular. Éste operando puede representarse con puntos equidistantes sobre un círculo. Los puntos se numeran en orden de las manecillas del reloj sin perder de vista el origen de la secuencia tal como ilustra la figura 4.1.a. • Sea la secuencia g=[g (0), g(1) , g(2) , g (3)] el segundo operando de una correlación circular. Este operando se representa con puntos equidistantes sobre un círculo inscrito en el círculo del operando f . Los puntos se numeran en orden a las manecillas del reloj y haciendo coincidir el primer elemento de la secuencia g con el origen de la secuencia f . La figura 4.1.b ilustra tal acomodo. Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 22 Procesamiento Digital de Señales Correlación Illustration 4.2: Proceso de correlación circular para las secuencias f(n)=[f(0),f(1),f(2),f(3)] y g(n)=[g(0),g(1),g(2),g(3).] Ya dispuestos los círculos, se realiza el siguiente algoritmo: • Se realiza el producto punto de los vectores tal como indican los círculos concéntricos. • El círculo interior se gira un paso en sentido de las manecillas del reloj. • Se repiten los pasos hasta la secuencia g ha descrito una revolución completa. La figura 4.2 ilustra el proceso Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 23 Procesamiento Digital de Señales Correlación Illustration 4.3: Aplicación del método de los círculos conćentricos. 4.4.7 Ejemplo: Sean las secuencias periódicas anotadas a continuación, realice la correlación circular de la secuencias f =[2,5,0,4 ] (4.44) g=[4,1,3,0] La figura 4.3 ilustra cómo se realiza la correlación circular de las secuencias. Finalmente, la secuencia de correlación es: f ☼☼ g=[13,32,10,33] (4.45) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 24 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.4.8 Correlación circular, método matricial Sean las secuencias periódicas siguientes de cardinalidad N=4 . Se trata de las mismas secuencia (4.39) f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] g=[g(0), g(1) , g(2) , g(3)] En una sección pasada se desarrolló la fórmula de la correlación circular para ecuación 4.43, misma que se repite a continuación: f ☼☼ g( 0)= f ( 0) g (0) f ☼☼ g(1 )=f (0 ) g (3) f ☼☼ g(2 )=f (0 ) g (2) f ☼☼ g(3 )=f ( 0) g (1) + + + + f (1) g (1) f (1 ) g (0) f (1 ) g (3) f (1 ) g (2) + + + + f (2) g (2) f ( 2) g (1) f (2 ) g (0) f (2 ) g( 3) + + + + N=4 resultando en la f (3) g (3 ) f (3) g (2) f (3) g (1) f (3) g (0) Si ahora las fórmulas se expresan en forma matricial resulta que: [ ][ f ☼☼ g(0) f ☼☼ g(1) = f ☼☼ g(2) f ☼☼ g(3) g(0) g(3) g(2) g(1) g(1) g(0) g(3) g(2) g(2) g(1) g(0) g(3) g(3) g( 2) g( 1) g( 0) ][ ] f ( 0) f ( 1) f ( 2) f (3) (4.46) Simplificando la fórmula se tiene que f ∗∗g=G F (4.47) En donde [ [] g (3) g (2) G= g (1) g (0) g (0) g (3) g (2) g (1) f (0 ) f (1 ) F= f ( 2) f (3 ) (4.49) g (1) g (0 ) g (3) g (2) g(2 ) g(1 ) g(0 ) g(3 ) ] (4.48) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 25 Procesamiento Digital de Señales Correlación Illustration 4.4: Secuencia reflejada respecto de la frontera izquierda. (a) La secuencia original es f=[a,b,c,d]. (b) Así entonces, la secuencia reflejada es: fR=[a,d,c,b] 4.4.9 Ejemplo Realice la correlación circular de la secuencias periódicas siguientes. Son las mimas ecuaciones (4.44) f =[2,5,0,4 ] g=[4,1,3,0] Planteando la matriz de correlación se tiene que: [ ] [ ][ ] [ ] f ☼☼ g (0 ) f ☼☼ g (1) = f ☼☼ g (2) f ☼☼ g (3 ) 4 0 3 1 1 4 0 3 3 1 4 0 0 3 1 4 2 13 5 = 32 0 10 4 33 (4.50) Finalmente, la secuencia de correlación es: f ☼☼ g=[13,32,10,33] 4.4.10 Teorema de cálculo de la correlación circular usando la convolución circular Definición 4.9: Reflexión de una señal. Dada una secuencia finita f =[f (0) , f (1) ,…, f ( N−1)] , existe una versión reflejada denotada como f R tal que satisface: f (n)=f (−n) ∀ n∈[0, N −1] (4.51) [ a , b ,c , d A modo de demostración considere la secuencia f = ↑ ] . La versión reflejada es como sigue: R f =[ a, d , c , b ] . La figura 4.4 ilustra como surge un periodo de tal secuencia reflejada. Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 26 Procesamiento Digital de Señales Correlación Teorema 4.16. La correlación circular puede calcularse con la convolución circular si el segundo operando de la convolución se refleja y se toma un periodo completo. Matemáticamente se expresa que, dadas las secuencias f =[f (0) , f (1) ,…, f ( N−1)] y g=[g (0), g(1) ,…, g(N −1)] , su correlación circular puede expresarse como: f ☼☼ g=f (n)☼ gR (4.52) 4.4.11 Ejemplo: correlación circular por convolución circular Correlacione circularmente las siguientes secuencias usando la convolución circular. ecuaciones (4.44) Son las mimas f =[2,5,0,4] g=[4,1,3,0] Así entonces, la segunda secuencia se refleja de tal forma que resulta en: R g =[4, 0,3,1] Realizando la convolución resulta en: R f ☼ g =[13,32,10,33] Tal resultado es la correlación de las secuencias originales. 4.4.12 Teorema de ćalculo de la correlación lineal con la correlación circular Teorema 4.17 . Aproximación de la correlación lineal con la correlación circular. Dada la secuencia no periódica f =[f (0) , f (1) , f (2) , f (3)] de longitud N a correlacionar con la secuencia no periódica g=[g(0), g(1) ,…, g(N −1)] de la misma longitud y siendo la longitud de la secuencia de correlación de 2N−1 . Para calcular la correlación lineal a partir de la correlación circular se agregan ceros de la siguiente forma: • Se concatenan ceros al inicio de la secuencia f hasta que su cardinalidad sea 2N−1 . Se concatenan ceros al final de la secuencia g hasta que su cardinalidad sea 2N−1 . • Realícese la correlación circular. • Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 27 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.4.13 Ejemplo: calculo de la correlación lineal mediante correlación circular Calcule la correlación lineal de las siguientes dos secuencias empleando la correlación circular. Son las ecuaciones (4.14) f =[2,5,0,4] g=[4,1,3,0] • Primero, las secuencias son de longitud N =4 , por lo cual la longitud de la secuencia de correlación es 2N−1=7 • Segundo, se concatenan tres ceros al inicio de la secuencia f la secuencia g . y se concatenan tres ceros al final de f '=[[0,0,0], f ]=[0,0,0,2,5,0,4 ] (4.53) g '=[ g,[0,0,0]]=[4,1,3,0,0,0,0] • Finalmente la correlación circular se calcula como: [ 4 0 0 f '☼☼ g'= 0 0 3 0 1 4 0 0 0 0 3 3 1 4 0 0 0 0 0 3 1 4 0 0 0 0 0 3 1 4 0 0 0 0 0 3 1 4 0 ][][ ] 0 0 0 0 0 6 0 0 17 0 × 2 = 13 3 5 32 1 0 4 4 4 16 Para conocer el el origen de la secuencia, se recurre a las estrategias empleadas para la correlación lineal. 4.5 Propiedades de la correlación circular Teorema 4.18 Asociatividad. f (n)☼☼ g(n)☼ ☼h(n)=f (n)☼☼ ( g( n)☼☼ h( n) ) (3.54) = ( f (n)☼☼ g( n) ) ☼☼ h(n) Teorema 4.19 Distributividad. f (n)☼☼ [ g(n)+h(n) ] =f (n)☼☼ g(n)+f (n)☼ ☼h(n) (3.55) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 28 Procesamiento Digital de Señales Correlación Teorema 4.20 Homogeneidad. Af (n )☼☼ g (n)= A ( f (n)☼ ☼ g (n) ) (3.56) f (n )☼☼ B g ( n)= B ( f (n )☼☼ g (n) ) (3.57) Af (n )☼☼ B g ( n)= A B ( f (n)☼☼ g (n) ) (3.58) Teorema 4.21 Impulso. δ (n)☼☼ f (n)= f (−n ) (3.59) f (n)☼☼ δ(n)= f ( n) (3.60) Teorema 4.22 Invarianza temporal. Dada la convolución f (n)☼☼ g(n)=h(n) se tiene que: f (n−α )☼☼ h( n)= y( n−α) (3.61) f (n)☼☼ h(n−β)= y (n−β) (3.62) f (n−α )☼☼ h( n−β)= y (n−α−β) (3.63) Teorema 4.23 incoumutatividad. La correlación circular no es conmutativa, esto es; dada f (n )∗∗g (n )=h (n) (4.64) se tiene que la permutación de los operandos genera la secuencia invertida g(n)∗∗f ( n)=h(−n) (4.65) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 29 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.6 Correlación lineal 2D en tiempo discreto La correlación 2D se suele aplicar en imágenes: • Obtenidas con sensores ópticos en el rango visible. • Obtenidas con sensores ópticos en rangos no visibles como el infrarrojo, el ultravioleta, rayos gama. • Obtenidas por radar. Los fines con los cuales se aplica la correlación 2D en imágenes implica la detección de patrones, detección de movimiento. El proceso de correlación 2D en el dominio del tiempo discreto es ya demasiado complejo como para ilustrar en un texto el desarrollo de las fórmulas. A consecuencia, suelen usarse algoritmos especiales como el método deslizante y el método de la correlación circular. 4.6.1 Correlación 2D para matrices infinitas Dadas las matrices f (m ,n ) y g( m , n) no periódicas e infinitas, mismas que se ilustran a continuación [ [ ... ... ... ... ... ... f (0,−1) f (0,0) f (0,1) f (0,2) f (m , n)= ... f (1,−1) f (1,0) f (1,1) f (1,2) ... f (2,−1) f (2,0) f (2,1) f (2,2) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ] ... ... ... ... ... ... ... g(0,−1) g( 0,0) g(0,1) g(0,2) ... g( m, n)= ... g(1,−1) g( 1,0) g(1,1) g(1,2) ... ... g(2,−1) g( 2,0) g(2,1) g(2,2) ... ... ... ... ... ... ... (4.66) ] (4.67) La correlación entre ambas secuencias es: f ∗∗g(m, n)= ∞ ∑ r=−∞ ∞ ∑ c =−∞ f ( r , c) g(r−m , c−n) (4.68) 4.6.2 Correlación 2D para matrices finitas Se considera en este caso que las matrices de datos a convolucionar tienen su origen en el elemento superior izquierdo, es decir, el elemento (0,0) . Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 30 Procesamiento Digital de Señales Correlación Dadas las matrices f (m , n) y g( m , n) no periódicas, finitas y de iguales dimensiones: [ [ ] f (0,0) f (0,1) f (0,2) f (1,0) f (1,1) f (1,2) f (m ,n)= f (2,0) f (2,1) f (2,2) ... ... ... f (M , 0) f ( M ,1) f ( M ,2) ... f (0, N ) ... f (1, N ) ... f (2, N ) ... ... ... f ( M , N ) g(0,0) g(0,1) g( 0,2) g(1,0) g(1,1) g(1,2) g(m , n)= g(2,0) g(2,1) g( 2,2) ... ... ... g ( M , 0) g( M , 1) g( M , 2) ... g(0, N ) ... g(1, N ) ... g(2, N ) ... ... ... g( M , N ) (4.69) ] (4.70) y cuyas dimensiones son (Nótese que las matrices tienen las mismas dimensiones) size(f)=( M , N ) (4.71) size(g)=( M , N ) La correlación 2D se puede describir como sigue: f ∗∗g(m, n)= M −1 N −1 r=0 c=0 ∑ ∑ f (r , c) g(r−m , c−n); m∈[−( M −1), ( M−1)] ∧ n∈[−( N −1), (N −1)] (4.72) 4.6.3 Las dimensiones de la matriz de correlación Dadas las matrices f (m ,n ) y g( m , n) no periódicas y finitas cuyas dimensiones son: size(f)=( M , N ) size(g)=( M , N ) Las dimensiones de la matriz de correlación son: size ( f**g )=(2 M −1 , 2 N −1) (4.73) Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 31 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.6.4 Algoritmo visual para la correlación lineal 2D de secuencias finitas El algoritmo es simple, f (m ,n ) se mantiene sin cambios • La matriz • La matriz columnas. • Las matrices se multiplican punto a punto (se omiten aquellos productos donde las matrices no están definidas). • Este algoritmo se repite para cada paso que se desplaza la matriz g( m , n) se desplaza en pasos de adelante hacia atrás tanto en renglones como en g( m, n) . Este algoritmo queda ilustrado en la tabla 4.11 Tabla 4.11. proceso de correlación entre dos matrices. f(m,n) se mantine en tanque g(m,n) se desplaza en pasos. A cada paso, se multiplican punto a punto las matrices. 'g(0,0) 'g(0,1) 'g(0,2) 'g(0,0) 'g(0,1) 'g(0,2) 'g(0,0) 'g(0,1) 'g(0,2) 'g(1,0) 'g(1,1) 'g(1,2) 'g(1,0) 'g(1,1) 'g(1,2) 'g(1,0) 'g(1,1) 'g(1,2) 'g(2,0) 'g(2,1) 'f(0,0)g(2,2) 'f(0,1) 'f(0,2) 'g(2,0) 'f(0,0)g(2,1) 'f(0,1)g(2,2) 'f(0,2) 'g(2,1) 'g(2,2) 'f(1,0) 'f(1,1) 'f(1,2) 'f(1,0) 'f(1,1) 'f(1,2) 'f(2,0) 'f(2,1) 'f(2,2) 'f(2,0) 'f(2,1) 'g(0,0) 'f(0,1) 'f(0,2)g(2,0) 'f(1,0) 'f(1,1) 'f(1,2) 'f(2,2) 'f(2,0) 'f(2,1) 'f(2,2) 'g(0,0) 'g(0,1) 'g(0,2) 'f(0,0) 'f(0,1) 'f(0,2)g(1,0) 'g(1,1) 'g(1,2) 'f(1,0) 'f(1,1) 'f(1,2)g(2,0) 'g(2,1) 'g(2,2) 'f(2,0) 'f(2,1) 'f(2,2) 'f(0,0) 'f(0,1) 'f(0,2) 'f(1,0) 'f(1,1) 'f(1,2) 'f(2,0) 'f(2,1) 'f(2,2)g(0,0) 'g(0,1) 'g(0,2) 'g(0,0) 'g(0,1) 'g(0,2) 'g(1,0) 'g(1,1) 'f(0,0)g(1,2) 'f(0,1) 'f(0,2) 'g(1,0) 'f(0,0)G(1,1) 'f(0,1)g(1,2) 'f(0,2) 'g(2,0) 'g(2,1) 'f(1,0)G(2,2) 'f(1,1) 'f(1,2) 'g(2,0) 'f(1,0)g(2,1) 'f(1,1)g(2,2) 'f(1,2) 'f(2,1) 'f(2,2) 'f(2,0) 'f(2,1) 'f(2,2) 'f(2,0) 'g(0,1) 'f(0,0) ... 'g(0,2) ... ... 'f(0,0) 'f(0,1) 'f(0,2) 'f(0,0) 'f(0,1) 'f(0,2) 'f(1,0) 'f(1,1) 'f(1,2) 'f(1,0) 'f(1,1) 'f(1,2) 'g(0,0) 'g(0,1) 'f(2,0)g(0,2) 'f(2,1) 'f(2,2) 'g(0,0) 'f(2,0)g(0,1) 'f(2,1)g(0,2) 'f(2,2) 'g(1,0) 'g(1,1) 'g(1,2) 'g(1,0) 'g(1,1) 'g(1,2) 'g(1,0) 'g(1,1) 'g(1,2) 'g(2,0) 'g(2,1) 'g(2,2) 'g(2,0) 'g(2,1) 'g(2,2) 'g(2,0) 'g(2,1) 'g(2,2) Mario Alfredo Ibarra Carrillo ... Año 2012 32 Procesamiento Digital de Señales Correlación 4.7 Correlación circular 2D en tiempo discreto 4.7.1 Método matricial para la correlación circular 2D. Se considera que las siguientes matrices deben convolucionarse circularmente [ f (0,0) f (0,1) f (0,2) f (m , n)= f (1,0) f (1,1) f (1,2) f (2,0) f (2,1) f (2,2) ] y [ g (0,0) g( 0,1) g( 0,2) g( m, n)= g (1,0) g( 1,1) g(1,2) g (2,0) g( 2,1) g(2,2) ] El proceso de correlación 2D circular f (m ,n)∗∗g( m, n) , por el método matricial se ilustra en la tabla 4.12 Tabla 4.12 Proceso de convolución circular 2D. h(0,0) f(0,0) f(0,1) f(0,2) f(1,0) f(1,1) f(1,2) f(2,0) f(2,1) f(2,2) g(0,0) h(0,1) f(0,1) f(0,2) f(0,0) f(1,1) f(1,2) f(1,0) f(2,1) f(2,2) f(2,0) g(0,1) h(0,2) f(0,2) f(0,0) f(0,1) f(1,2) f(1,0) f(1,1) f(2,2) f(2,0) f(2,1) g(0,2) h(1,0) f(1,0) f(1,1) f(1,2) f(2,0) f(2,1) f(2,2) f(0,0) f(0,1) f(0,2) g(1,0) f(1,1) f(1,2) f(1,0) f(2,1) f(2,2) f(2,0) f(0,1) f(0,2) f(0,0) g(1,1) h(1,2) f(1,2) f(1,0) f(1,1) f(2,2) f(2,0) f(2,1) f(0,2) f(0,0) f(0,1) g(1,2) h(2,0) f(2,0) f(2,1) f(2,2) f(0,0) f(0,1) f(0,2) f(1,0) f(1,1) f(1,2) g(2,0) h(2,1) f(2,1) f(2,2) f(2,0) f(0,1) f(0,2) f(0,0) f(1,1) f(1,2) f(1,0) g(2,1) h(2,2) f(2,2) f(2,0) f(2,1) f(0,2) f(0,0) f(0,1) f(1,2) f(1,0) f(1,1) g(2,2) h(1,1) = Mario Alfredo Ibarra Carrillo Año 2012 33