Інформаційні технології та комп'ютерна техніка

ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ КОРЕЛЯЦІЙНИХ ФУНКЦІЙ ДЛЯ ОПРАЦЮВАННЯ ПЕРІОДИЧНИХ ІМПУЛЬСНИХ СИГНАЛІВ З ГАРМОНІЧНИМИ СКЛАДОВИМИ

Автор(и)

В. С. Ванчак
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу ROR
С. І. Мельничук
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу ROR
І. З. Мануляк
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу ROR
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-169-4-46-53

Ключові слова

кореляційні функції дискретний сигнал періодичний імпульсний сигнал опрацювання сигналу

Анотація

Опрацювання дискретизованих сигналів, зокрема від первинних перетворювачів, є основою більшості низькорівневих процесів в цифрових компонентах комп’ютерних систем. До типових завдань такого опрацювання відносять: виділення інформативних складових сигналів, зменшення впливу шумів та спотворень зумовлених різними чинниками, компенсація нелінійності характеристик сенсорів та апаратних компонентів цифрових систем тощо.

В межах статті розглянуто особливості кореляційного опрацювання періодичних імпульсних сигналів з гармонічними складовими, зокрема проведено дослідження щодо ефективності їхнього детектування за наявності адитивного впливу шумів. Розглянуто аспекти формування еталонних фрагментів на основі експериментально отриманих наборів сигналів. Проведені дослідження включають розробку алгоритму виділення типових фрагментів з наборів сигналів, формування еталону на основі відомих математичних інструментів. Подано процеси, алгоритми та аналітичні вирази, що використовувались для формування еталонів, дослідження та оцінки ефективності опрацювання сигналів.

Основним критерієм для порівняння ефективності використання різних кореляційних функцій вибрано зміну оцінки відношення енергії сигналу до енергії шуму для вхідних сигналів та сингалів, отриманих після кореляційного опрацювання. Результати проведених досліджень показують вплив алгоритмів формування еталону та зміни кількості типових зразків на кореляційні функції у разі опрацювання дискретизованих періодичних імпульсних сигналів з гармонічними складовими.

332 153

Як цитувати

[1]
«ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ КОРЕЛЯЦІЙНИХ ФУНКЦІЙ ДЛЯ ОПРАЦЮВАННЯ ПЕРІОДИЧНИХ ІМПУЛЬСНИХ СИГНАЛІВ З ГАРМОНІЧНИМИ СКЛАДОВИМИ», Вісник ВПІ, вип. 4, с. 46–53, Сер 2023, doi: 10.31649/1997-9266-2023-169-4-46-53.

Біографії авторів

автор В. С. Ванчак, афіліація Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

аспірант кафедри комп’ютерних систем і мереж

автор С. І. Мельничук, афіліація Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

д-р технічних наук, професор, завідувач кафедри комп’ютерних систем і мереж

автор І. З. Мануляк, афіліація Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри комп’ютерних систем і мереж

Посилання

J. Chen, J. Benesty, Y. Huang, and S. Doclo, “New insights into the noise reduction Wiener filter,” IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, vol. 14, no. 4, pp. 1218-1234, June. 2006. https://doi.org/10.1109/TSA.2005.860851 .
H. C. Stronks, J. J. Briaire, and J. H. M. Frijns, “Beam forming and Single-Microphone Noise Reduction: Effects on Signal-to-Noise Ratio and Speech Recognition of Bimodal Cochlear Implant Users,” Trends in Hearing, vol.26, January-December. 2022. https://doi.org/10.1177/23312165221112762 .
G. Huang, J. Benesty, T. Long, and J. Chen, “A Family of Maximum SNR Filters for Noise Reduction,” IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, vol. 22, no. 12, pp. 2034-1234, September. 2014. https://doi.org/10.1109/TASLP.2014.2360643 .
J. G. Proakis, and D. G. Manolakis, Digital signal processing. Principles, Algorithms, and Applications. Third edition. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice-Hall, Inc., 1996.
C. Lin, C. Huang, W. Yang, A. K. Singh, C. Chuang, and Y. Wang, “Real-Time EEG Signal Enhancement Using Canonical Correlation Analysis and Gaussian Mixture Clustering,” Journal of Healthcare Engineering, vol. 2018, Jan. 2018. https://doi.org/10.1155/2018/5081258 .
M. Zhang, and G. Wei, “An Instantaneous Correlation Coefficient and Simplified Coherent Averaging Method for Single-Channel Foetal ECG Extraction,” Applied Sciences, vol. 10, no. 16: 5634, August. 2020. http://dx.doi.org/10.3390/app10165634 .
S. Hong, J. Heo, and K. S. Park, “Signal Quality Index Based on Template Cross-Correlation in Multimodal Biosignal Chair for Smart Healthcare,” IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, vol. 21, no. 22: 7564, November. 2021. https://doi.org/10.3390/s21227564 .
M. Borga, Canonical Correlation: A Tutorial, 2001. [Electronic resource]. Available: https://www.cs.cmu.edu/~tom/10701_sp11/slides/CCA_tutorial.pdf . Accessed on: July 18, 2023.
Н. Г. Ширмовська, І. Б. Албанський, І. Р. Пітух, і О. Л. Кулинин, «Застосування кореляційного та кластерного аналізу для ідентифікації передаварійних та аварійних станів процесів буріння,» Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу, № 3(29), с. 111-118, 2011.
А. І. Сегін, «Перспективи побудови кореляційних моделей в полярній системі координат,» Штучний інтелект, № 43, с. 105-114. 2009.
Ю. О. Кулаков, В. Ю. Куц, «Оцінка співвідношення сигнал/шум в функціонально-орієнтованих системах аналізу циклічних сигналів,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 57, с. 65-69, 2012.

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають