Histogram

入力または入力シーケンスのヒストグラム

ライブラリ:
DSP System Toolbox / Statistics

説明

Histogram ブロックは、各列または入力全体に沿って入力要素の度数分布を計算します。次元は [Find the histogram over] パラメーターを使用して指定できます。ブロックは、入力要素をその値に基づいて、[Number of bins] パラメーターで指定された数の離散的なビンに配分します。詳細は、アルゴリズムを参照してください。

入力データが実数の場合、ビンの境界は double データ型にキャストされます。入力データが複素数の場合、倍精度入力のビンの境界は double にキャストされ、整数入力のビンの境界は double にキャストされ、2 乗されます。例については、Compute the Histogram of Real and Complex Dataを参照してください。

一定期間における入力の度数分布を追跡するには、[Running histogram] パラメーターを選択します。

入力が複素数の場合、ブロックは大きさによって要素を並べ替えます。

例

Compute the Histogram of Real and Complex Data

Simulink^® model example that explains how the histogram bin boundaries are calculated based on the input.

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端子

入力

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In — データ入力
ベクトル | 行列 | N 次元配列

このブロックは、実数値または複素数値のマルチチャネルの多次元入力を受け入れます。入力データ型は、勾配が 2 のべき乗でバイアスが 0 の倍精度、単精度、整数、固定小数点のいずれかでなければなりません。

この端子は、[Running histogram] パラメーターをオンにして [Reset port] パラメーターを [None] 以外のオプションに設定するまでは名前なしになります。

Rst — リセット端子
スカラー

ブロックにランニングヒストグラムをリセットさせるリセットイベントを指定します。リセット信号と入力データ信号は同じレートでなければなりません。

依存関係

この端子を有効にするには、[Running histogram] パラメーターをオンにし、[Reset port] パラメーターを [None] 以外のオプションに設定します。

出力

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Port_1 — ヒストグラムの出力
ベクトル | 行列 | N 次元配列

ヒストグラムデータをベクトル、行列、または配列として出力します。出力は主に [Running histogram] パラメーターおよび [Find the histogram over] パラメーターの設定に依存します。

たとえば、サイズ M 行 N 列の 2 次元の入力信号について考えてみましょう。

[Running histogram] パラメーターをオフにすると、ブロックは入力の各列または入力全体の度数分布を計算します。以下は [Find the histogram over] の各設定です。

Each column — ブロックは入力の各列のヒストグラムを計算します。出力は n 行 N 列の行列で、n は [Number of bins] です。出力行列の j 番目の列に含まれているのが、M 行 N 列の入力行列の j 番目の列にあったデータのヒストグラムです。
Entire input — ブロックは入力ベクトル、行列、または N 次元配列の全体のヒストグラムを計算します。出力は n 行 1 列のベクトルで、n は [Number of bins] です。

[Running histogram] パラメーターを選択すると、ブロックは一定期間におけるすべての入力の度数分布を計算します。以下は、この場合における [Find the histogram over] の各設定です。

Each column — ブロックは入力の各列のランニングヒストグラムを計算します。出力は n 行 N 列の行列で、n は [Number of bins] です。出力行列の j 番目の列に含まれているのが、M 行 N 列の行列入力の j 番目の列にあったデータのランニングヒストグラムです。
Entire input — ブロックは入力ベクトル、行列、または N 次元配列の全体のランニングヒストグラムを計算します。出力は n 行 1 列のベクトルで、n は [Number of bins] です。

入力のデータ型が single または double 以外の場合、出力のデータ型は uint32 です。uint32 で表現できる最大数は 2³²-1 です。この値を超える範囲の入力がある場合、ブロックはその値を 0 にラップします。

データ型: single | double | uint32

パラメーター

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[メイン] タブ

Lower limit of histogram — 最低値のビンの下限
スカラー

最低値のビンの下限を実数スカラーとして指定します。このパラメーターは NaN や Inf を受け入れません。入力に [Lower limit of histogram] よりも小さな値がある場合、ブロックはこの要素を最低値のビンに配置します。

Upper limit of histogram — 最高値のビンの上限
スカラー

最高値のビンの上限を実数スカラーとして指定します。このパラメーターは NaN や Inf を受け入れません。入力に [Upper limit of histogram] よりも大きな値がある場合、ブロックはこの要素を最高値のビンに配置します。

Number of bins — ヒストグラムビンの数
正の整数

ヒストグラムビンの数を正の整数として指定します。

Find the histogram over — 各列または入力全体のヒストグラムの計算
`Each column` (既定値) | `Entire input`

ヒストグラムの計算対象を各列にするか、入力全体にするかを指定します。このパラメーターのオプションは [Running histogram] パラメーターの影響を受けます。

以下は [Running histogram] パラメーターをオフにした場合の [Find the histogram over] パラメーターの各設定です。

Each column — ブロックは各列のヒストグラムを計算します。
Entire input — ブロックは入力全体のヒストグラムを出力します。

以下は [Running histogram] パラメーターをオンにした場合の [Find the histogram over] パラメーターの各設定です。

Each column — ブロックは各列のランニングヒストグラムを計算します。
Entire input — ブロックは入力全体のランニングヒストグラムを出力します。

Normalized — 出力の正規化
off (既定値) | on

このパラメーターを選択すると、ブロックの出力 y が正規化されます。数学的には sum(y) = 1 です。このパラメーターは固定小数点入力信号には適用されません。

Running histogram — 経時的な度数分布の追跡
off (既定値) | on

このパラメーターを選択すると、ブロックは一定期間における入力の度数分布を追跡します。

Reset port — リセットイベント
`Non-zero sample` (既定値) | `None` | `Rising edge` | `Falling edge` | `Either edge`

オプションの [Rst] 端子でリセットイベントが検出されるたびに、ブロックはランニングヒストグラムをリセットし、すべてのビンを空にします。リセットのサンプル時間は、入力サンプル時間と等しくなければなりません。

このパラメーターはリセットイベントの指定に使用します。

Non-zero sample — [Rst] の入力が非ゼロの場合に各サンプル時間でリセット操作をトリガーします。
None — [Rst] 端子を無効にします。
Rising edge — Rst の入力が次のいずれかを行うときにリセット操作をトリガーします。
- 負の値から正の値またはゼロに立ち上がる。
- ゼロから正の値へ立ち上がる。この場合、立ち上がりは負の値からゼロへの立ち上がりと連続していません。
Falling edge — Rst の入力が次のいずれかを行うときにリセット操作をトリガーします。
- 正の値から負の値またはゼロに立ち下がる。
- ゼロから負の値に立ち下がる。この場合、立ち下がりは正の値からゼロへの立ち下りと連続していません。
Either edge — [Rst] の入力が [Rising edge] または [Falling edge] の場合にリセット操作をトリガーします。

メモ

Simulink マルチタスクモードでシミュレーションを実行すると、リセット信号は 1 サンプルのレイテンシをもちます。ブロックでリセットイベントが検知された場合、ブロックがリセットを適用する前にリセット端子で 1 サンプルの遅延が発生します。レイテンシと Simulink タスクモードの詳細については、Excess Algorithmic Delay (Tasking Latency)と時間ベースのスケジューリングとコード生成 (Simulink Coder)を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Running histogram] パラメーターをオンにします。

[データ型] タブ

メモ

これらのパラメーターを使用するには、データ入力が複素数の固定小数点でなければなりません。それ以外の入力の場合、[データ型] タブのパラメーターは無視されます。

丸めモード — 丸め演算の方法
`Floor` (既定値) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

固定小数点演算の丸めモードを指定します。詳細については、丸めモードを参照してください。

整数オーバーフローで飽和 — オーバーフローアクションの方法
off (既定値) | on

このパラメーターをオンにすると、ブロックは固定小数点演算の結果を飽和させます。このパラメーターをオフにすると、ブロックは固定小数点演算の結果をラップします。saturate および wrap の詳細については、固定小数点演算のオーバーフローモードを参照してください。

乗算出力 — 乗算出力のデータ型
`Inherit: Same as input` (既定値) | `fixdt([],16,0)`

複素数入力の実数部と虚数部の二乗は [乗算出力] のデータ型で保存されます。

このパラメーターは以下のように設定できます。

Inherit: Same as input — 乗算出力のデータ型は入力のデータ型と同じです。
fixdt([],16,0) — 乗算出力のデータ型は、語長が 16 ビットで小数部の長さが 0 である自動符号付き 2 進小数点のスケーリングされた固定小数点データ型です。

[乗算出力] のデータ型は、[データ型アシスタント] を使用して設定することもできます。アシスタントを使用するには、[データ型アシスタントを表示] ボタンをクリックします。

データ型アシスタントの詳細については、データ型アシスタントを利用したデータ型の指定 (Simulink)を参照してください。

アキュムレータ — アキュムレータのデータ型
`Inherit: Same as input` (既定値) | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

複素数入力の実数部と虚数部の二乗和の結果は [アキュムレータ] のデータ型で保存されます。

このパラメーターは以下のように設定できます。

Inherit: Same as input — アキュムレータのデータ型は入力のデータ型と同じです。
Inherit: Same as product output — アキュムレータのデータ型は乗算出力のデータ型と同じです。
fixdt([],16,0) — アキュムレータのデータ型は、語長が 16 ビットで小数部の長さが 0 である自動符号付き 2 進小数点のスケーリングされた固定小数点データ型です。

[アキュムレータ] のデータ型は、[データ型アシスタント] を使用して設定することもできます。アシスタントを使用するには、[データ型アシスタントを表示] ボタンをクリックします。

データ型アシスタントの詳細については、データ型アシスタントを利用したデータ型の指定 (Simulink)を参照してください。

固定小数点ツールによる変更に対してデータ型の設定をロックする — 固定小数点ツールによるデータ型のオーバーライドの回避
off (既定値) | on

ブロックで指定するデータ型が固定小数点ツールによってオーバーライドされないようにするには、このパラメーターを選択します。

ブロックの特性

データ型	`double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
直達	`いいえ`
多次元信号	`いいえ`
可変サイズの信号	`いいえ`
ゼロクロッシング検出	`いいえ`

アルゴリズム

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ヒストグラム

ある特定のビンのヒストグラム値は、そのビンにまとめられた入力値の出現度数を表します。[Upper limit of histogram] で最高値のビン B_M の上限を指定します。[Lower limit of histogram] で最低値のビン B_m の下限を指定します。ビンは次で求められる等しい幅をもちます。

$Δ = \frac{B_{M} - B_{m}}{n} .$

ビンは次の位置を中心とします。

$B_{m} + (k + \frac{1}{2}) Δ \begin{matrix} k = 0, 1, 2, ..., n - 1 \end{matrix} .$

n は、[Number of bins] パラメーターで指定されたビン数です。

2 つのビンの境界にある入力値は、値の低いビンに配置されます。各ビンには、その上限が含まれます。たとえば、幅が 4 で中心が値 5 であるビンには、入力値 7 は含まれますが、3 は含まれません。[Upper limit of histogram] パラメーターより大きな入力値は最高値のビンに配置されます。同様に、[Lower limit of histogram] パラメーターより小さな入力値は最低値のビンに配置されます。

ブロックは大きさを基準にして複素数データをビンに振り分けます。大きさは、複素数データの実数部と虚数部の二乗和です。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

生成されたコードは特定の条件下で関数 memcpy または関数 memset (string.h) に依存します。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

[データ型] タブのパラメーターは複素数の固定小数点入力に対してのみ使用されます。複素数入力は、入力の実数部と虚数部の二乗和で表される大きさを基準に並べ替えられます。複素数入力の実数部と虚数部の二乗の結果は [乗算出力] のデータ型で保存されます。二乗和の結果は [アキュムレータ] のデータ型で保存されます。それ以外の入力の場合、[データ型] タブのパラメーターは無視されます。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

関数

histogram

ブロック

Sort | Median | Maximum | Minimum

Histogram

説明

例

Compute the Histogram of Real and Complex Data

端子

入力

In — データ入力 ベクトル | 行列 | N 次元配列

Rst — リセット端子 スカラー

依存関係

出力

Port_1 — ヒストグラムの出力 ベクトル | 行列 | N 次元配列

パラメーター

[メイン] タブ

Lower limit of histogram — 最低値のビンの下限 スカラー

Upper limit of histogram — 最高値のビンの上限 スカラー

Number of bins — ヒストグラム ビンの数 正の整数

Find the histogram over — 各列または入力全体のヒストグラムの計算 Each column (既定値) | Entire input

Normalized — 出力の正規化 off (既定値) | on

Running histogram — 経時的な度数分布の追跡 off (既定値) | on

Reset port — リセット イベント Non-zero sample (既定値) | None | Rising edge | Falling edge | Either edge

依存関係

[データ型] タブ

丸めモード — 丸め演算の方法 Floor (既定値) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

整数オーバーフローで飽和 — オーバーフロー アクションの方法 off (既定値) | on

乗算出力 — 乗算出力のデータ型 Inherit: Same as input (既定値) | fixdt([],16,0)

アキュムレータ — アキュムレータのデータ型 Inherit: Same as input (既定値) | Inherit: Same as product output | fixdt([],16,0)

固定小数点ツールによる変更に対してデータ型の設定をロックする — 固定小数点ツールによるデータ型のオーバーライドの回避 off (既定値) | on

ブロックの特性

アルゴリズム

ヒストグラム

拡張機能

C/C++ コード生成 Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

固定小数点の変換 Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

バージョン履歴

参考

関数

ブロック

In — データ入力
ベクトル | 行列 | N 次元配列

Rst — リセット端子
スカラー

Port_1 — ヒストグラムの出力
ベクトル | 行列 | N 次元配列

Lower limit of histogram — 最低値のビンの下限
スカラー

Upper limit of histogram — 最高値のビンの上限
スカラー

Number of bins — ヒストグラムビンの数
正の整数

Find the histogram over — 各列または入力全体のヒストグラムの計算
`Each column` (既定値) | `Entire input`

Normalized — 出力の正規化
off (既定値) | on

Running histogram — 経時的な度数分布の追跡
off (既定値) | on

Reset port — リセットイベント
`Non-zero sample` (既定値) | `None` | `Rising edge` | `Falling edge` | `Either edge`

丸めモード — 丸め演算の方法
`Floor` (既定値) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

整数オーバーフローで飽和 — オーバーフローアクションの方法
off (既定値) | on

乗算出力 — 乗算出力のデータ型
`Inherit: Same as input` (既定値) | `fixdt([],16,0)`

アキュムレータ — アキュムレータのデータ型
`Inherit: Same as input` (既定値) | `Inherit: Same as product output` | `fixdt([],16,0)`

固定小数点ツールによる変更に対してデータ型の設定をロックする — 固定小数点ツールによるデータ型のオーバーライドの回避
off (既定値) | on

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。