Определение амплитудных уровней кусочно-постоянного сигнала посредством полиномиальной аппроксимации

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017030037

Ключові слова:

кусочно-постоянный сигнал, уровень амплитуды, скачек амплитуды, полиномиальная аппроксимация, стоимостная функция, метод минимума длительности

Анотація

Предложен новый подход к определению амплитудных уровней кусочно-постоянного сигнала, который основан на использовании его мультипликативной модели и решении задачи полиномиальной аппроксимации. Для случая отсутствия шума постановка задачи полиномиальной аппроксимации основана на требовании точного совпадения текущего значения сигнала со значением амплитуды одного из его уровней. Для случая наличия обычного аддитивного шума постановка задачи основана на критерии наименьших квадратов, а решение представлено в аналитическом виде. Для случая наличия шума импульсного типа постановка задачи основана на критерии минимума длительности, а решение достигается численно путем минимизации соответствующего функционала по неизвестным амплитудам уровней. Подробно рассмотрен случай бинарного кусочно-постоянного сигнала. Приведены результаты числового моделирования для случаев, когда бинарный сигнал искажен обычным аддитивным шумом с законом распределения Гаусса и шумом импульсного типа с законом распределения Коши.

Біографія автора

Сергей Михайлович Вовк, Днепропетровский национальный университет

кафедра автоматизированных систем обработки информации

доцент

Посилання

Parekh, A.; Selesnick, I. W. Convex fused lasso denoising with non–convex regularization and its use for pulse detection. Proc. of IEEE Signal Processing in Medicine and Biology Symp., Philadelphia, PA. IEEE, 2015. — P. 1–6. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/SPMB.2015.7405474.

Zhang, Kaihua; Liu, Qingshan; Song, Huihui; Li, Xuelong. A variational approach to simultaneous image segmentation and bias correction. IEEE Trans. Cybernetics. — Aug. 2015. — Vol. 45, No. 8. — P. 1426–1437. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TCYB.2014.2352343.

Little, Max A.; Jones, Nick S. Generalized methods and solvers for noise removal from piecewise constant signals. I. Background theory. Proc. R. Soc. A. — 2011. — Vol. 467. — P. 3088–3114. — DOI : http://dx.doi.org/10.1098/rspa.2010.0671.

Little, Max A.; Jones, Nick S. Generalized methods and solvers for noise removal from piecewise constant signals. II. New methods. Proc. R. Soc. A. — 2011. — Vol. 467. — P. 3115–3140. — DOI : http://dx.doi.org/10.1098/rspa.2010.0674.

Ongie, Greg; Jacob, Mathews. Recovery of piecewise smooth images from few Fourier samples. Proc. of Int. Conf. on Sampling Theory and Applications, SampTA 25–29 May 2015. — IEEE, 2015. — P. 543–547. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/SAMPTA.2015.7148950.

Selesnick, I. W.; Figueiredo, M. A. T. Signal restoration with overcomplete wavelet transforms: comparison of analysis and synthesis priors. Proc. SPIE. — 2009. — Vol. 7446 (Wavelets XIII). — P. 74460D–74460D–15. — DOI : http://dx.doi.org/10.1117/12.826663.

Aggarwal, C. C.; Reddy C. K. Data Clustering: Algorithms and Applications. N.-Y.: Chapman and Hall/CRC, 2013. — 652 p.

Вовк, С. М.; Борулько, В. Ф. Метод минимума длительности для восстановления финитных сигналов. Известия вузов. Радиоэлектроника. — 1991. — Т. 34, № 8. — С. 66–69.

Borulko, V. F.; Vovk, S. M. Minimum-duration filtering. Радиоэлектроника. Информатика. Управление. — 2016. — № 1. — С. 7–14. — DOI : http://dx.doi.org/10.15588/1607-3274-2016-1-1.

Gonzalez, J. G.; Arce, G. R. Optimality of the myriad filter in practical impulsive-noise environments. IEEE Trans. Signal Process. — Feb. 2001. — Vol. 49, No. 2. — P. 438–441. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/78.902126.

Aysal, T. C.; Barner, K. E. Meridian filtering for robust signal processing. IEEE Trans. Signal Process. — Aug. 2007. — Vol. 55, No. 8. — P. 3949–3962. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TSP.2007.894383.

Carrillo, R. E.; Aysal, T. C.; Barner, K. E. Generalized Cauchy distribution based robust estimation. Proc. of Int. Conf. on Acoustic, Speech and Signal Processing, ICASSP, 31 Mar.–4 Apr. 2008, Las Vegas. — IEEE, 2008. — P. 3389–3392. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICASSP.2008.4518378.

Вовк, С. М.; Борулько, В. Ф. Постановка задач определения линейных параметров сигналов в квазинормированных пространствах. Известия вузов. Радиоэлектроника. — 2010. — Т. 53, № 7. — С. 31–42. — URL : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347010070046.

Borulko, V. F.; Vovk, S. M. Principle of minimum extent in spatial spectrum extrapolation problems of complex-valued sources. Telecom. Radio Eng. — 2013. — Vol. 72, No. 7. — P. 581–592. — DOI : http://dx.doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v72.i7.30.

Вовк, С. М.; Борулько, В. Ф. Двойственный метод минимума пространственной протяженности для робастного оценивания параметров дипольных источников излучения. Радиоэлектроника. Информатика. Управление. — 2014. — № 2. — С. 8–17. — DOI : http://dx.doi.org/10.15588/1607-3274-2014-2-1.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-03-23

Як цитувати

Вовк, С. М., & Борулько, В. Ф. (2017). Определение амплитудных уровней кусочно-постоянного сигнала посредством полиномиальной аппроксимации. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(3), 141–153. https://doi.org/10.20535/S0021347017030037

Номер

Том 60 № 3 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2016 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.