Real-time estimation of phase and amplitude with application to neural data
- Computation of the instantaneous phase and amplitude via the Hilbert Transform is a powerful tool of data analysis. This approach finds many applications in various science and engineering branches but is not proper for causal estimation because it requires knowledge of the signal’s past and future. However, several problems require real-time estimation of phase and amplitude; an illustrative example is phase-locked or amplitude-dependent stimulation in neuroscience. In this paper, we discuss and compare three causal algorithms that do not rely on the Hilbert Transform but exploit well-known physical phenomena, the synchronization and the resonance. After testing the algorithms on a synthetic data set, we illustrate their performance computing phase and amplitude for the accelerometer tremor measurements and a Parkinsonian patient’s beta-band brain activity.
Verfasserangaben: | Michael RosenblumORCiDGND, Arkadij PikovskijORCiDGND, Andrea A. KühnORCiDGND, Johannes Leon BuschORCiD |
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URN: | urn:nbn:de:kobv:517-opus4-549630 |
DOI: | https://doi.org/10.25932/publishup-54963 |
ISSN: | 1866-8372 |
Titel des übergeordneten Werks (Deutsch): | Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe |
Schriftenreihe (Bandnummer): | Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe (1241) |
Verlag: | Universitätsverlag Potsdam |
Verlagsort: | Potsdam |
Publikationstyp: | Postprint |
Sprache: | Englisch |
Datum der Erstveröffentlichung: | 11.05.2022 |
Erscheinungsjahr: | 2021 |
Veröffentlichende Institution: | Universität Potsdam |
Datum der Freischaltung: | 11.05.2022 |
Seitenanzahl: | 11 |
Organisationseinheiten: | Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik und Astronomie |
DDC-Klassifikation: | 5 Naturwissenschaften und Mathematik / 50 Naturwissenschaften / 500 Naturwissenschaften und Mathematik |
Peer Review: | Referiert |
Publikationsweg: | Open Access / Green Open-Access |
Lizenz (Deutsch): | CC-BY - Namensnennung 4.0 International |
Externe Anmerkung: | Bibliographieeintrag der Originalveröffentlichung/Quelle |