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DMA-MFSD与标准MFSD的关联性

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在文献[10]中,Kantelhardt等人研究了MFDFA与基于结构函数的MFS算法的关系,这里采用类似的分析方法可得DMA-MFSD与SF-MFSD之间的关系。对于具有紧支撑测度所定义的平稳的归一化的时间序列,DMA-MFSD中式定义的时变多重分形尺度函数ht可直接与SF-MFSD算法中的时变质量分布函数τn建立关系。假定yt为平稳的归一化时间序列,即yt≥0,且,此处不考虑趋势项的影响,DMA-MFSD可简化为FA-MFSD。

DMA-MFSD与标准MFSD的关联性

文献[10]中,Kantelhardt等人研究了MFDFA与基于结构函数的MFS算法的关系,这里采用类似的分析方法可得DMA-MFSD与SF-MFSD之间的关系。对于具有紧支撑测度所定义的平稳的归一化的时间序列,DMA-MFSD中式(5.66)定义的时变多重分形尺度函数ht(q)可直接与SF-MFSD(基于标准配分函数的MFSD)算法中的时变质量分布函数τn(q)建立关系。

结合式(5.64)、式(5.66)和式(5.67)可得

不失一般性,假定Ns=N/s为整数,可得

上式对应于文献[16]中的MFSD形式化公式,为了找到DMAMFSD与标准化的MFSD公式之间的关系,应用式(5.60)中轮廓函数的定义。从式(5.69)可知yt(vn)-yt[(v-1)n]等价于rt(k)在各段v内序列的求和。对于归一化的序列yt(i),标准化MFSD中的盒概率pt,n(v)可表示为

时变的质量指数τn(q)可通过时变的配分函数Zt,p(n)定义为(www.xing528.com)

基于式(5.70),对比式(5.71)和式(5.69),由此可获得时变多重分形质量指数与时变尺度函数之间的关系为

至此,时变的尺度指数ht(q)与标准的多重分形质量配分函数τt(q)得到有效关联。另一套描述多重分形谱分布的方式为f(t,α)~(t,α),其中质量指数τt(q)与多重分形维数f(t,α)为Legendre变换关系对,即f(t,α)可表示为

式中,αt为时变的奇异性指数,f(t,α)为时刻t序列的多重分形谱。利用式(5.72)和式(5.73),可得αt和f(t,α)与时变尺度函数ht(q)间的关系为

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