Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » ظاهرة جيبس

ظاهرة جيبس

1899
  • Henry Wilbraham
  • J. Willard Gibbs
مختبر معالجة الإشارات الذي يحلل سلوك متسلسلة فورييه عند نقاط الانقطاع.

(صورة توضيحية فقط)

تَصِف ظاهرة جيبس سلوك متسلسلة فورييه at a jump discontinuity. The partial sums of the series exhibit an overshoot near the jump, which does not disappear as more terms are added. This overshoot converges to a constant value of about 9% of the jump height, regardless of the number of terms in the series.

When a function with a jump discontinuity, like a square wave, is approximated by its متسلسلة فورييه, the approximation is not perfect at the discontinuity. As more terms are added to the series (i.e., as the approximation includes higher frequencies), the approximation gets better everywhere except in the immediate vicinity of the jump. Near the jump, the partial sum overshoots the function’s value. The width of this overshoot region shrinks as more terms are added, but the height of the overshoot remains constant.

هذا التجاوز ليس علامة على عدم التقارب. فالمتسلسلة تتقارب بالفعل تقاربًا نقطيًا، وعند نقطة الانقطاع نفسها، فإنها تتقارب إلى نقطة منتصف القفزة كما تنبأت نظرية ديريشليت. ومع ذلك، فإن التقارب ليس منتظمًا. يبلغ الحد الأقصى للتجاوز، المرتبط بثابت ويلبراهام-جيبس تقريبًا [latex]frac{1}{pi} int_0^pi frac{sin t}{t} dt - frac{1}{2} تقريبًا 0.08949...[/latex] مضروبًا في حجم القفزة. هذه الظاهرة هي خاصية أساسية للتقريبات المتسلسلة للدوال المتقطعة وهي مهمة في معالجة الإشارات والصور، حيث يمكن أن تظهر على شكل ‘رنين’ من القطع الأثرية بالقرب من الحواف الحادة.

UNESCO Nomenclature: 1201
- الجبر

يكتب

نظام مجرد

خلل

كبير

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • فورييه series representation of discontinuous functions
  • نظرية التقارب لديريشليت
  • مفهوم المجاميع الجزئية وتقارب المتسلسلات
  • دراسة دالة سينك [latex]\frac{\sin(x)}{x}[/latex]

التطبيقات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • تطوير وظائف النوافذ (على سبيل المثال، هامينج، هانينج) لتقليل الرنين في المرشحات الرقمية
  • خوارزميات معالجة الصور لتحسين الحواف وإزالة القطع الأثرية
  • تقنيات تقريب سيجما لتنعيم تجاوز جيبس
  • خوارزميات متقدمة لإعادة بناء التصوير بالرنين المغناطيسي لتقليل آثار القطع
  • تصميم مرشحات الترددات المنخفضة ذات الاستجابة العابرة الأفضل
  • طرق الضغط القائمة على الموجات التي تتعامل مع الانقطاعات بشكل أفضل من الطرق القائمة على فورييه
  • مخططات عددية لحل معادلات تفاضلية جزئية زائدية تتعامل مع الصدمات دون تذبذبات زائفة
  • إزالة الضوضاء الناتجة عن التباين الكلي في معالجة الصور
  • الأساليب الطيفية لحل المعادلات التفاضلية باستخدام معالجة عدم الاستمرارية
  • تقنيات معالجة الصوت لمنع آثار الصدى المسبق في الصوت المضغوط
مرتبط بـ: ظاهرة غيبس، متسلسلة فورييه، عدم انتظام القفز، التجاوز، التجاوز، أثر الرنين، معالجة الإشارة، التقارب، المجاميع الجزئية، ثابت ويلبراهام-جيبس، التقارب المنتظم.

السياق التاريخي

ظاهرة جيبس

1854
1854
1895
1899
1900
1911
1920
1850
1854
1884
1896
1900
1903
1914
1922

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.