Синтез и анализ алгоритмов распознавания цифровых сигналов в условиях деформирующих искажений и аддитивных помех

Автор(и)

  • Алексей Викторович Акимов Воронежский государственный университет, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0002-2160-9865
  • Александр Анатольевич Сирота Воронежский государственный университет, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0002-5785-8513

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017100041

Ключові слова:

распознавание цифровых сигналов, деформирующие искажения, погрешность квантования, критерий максимума апостериорной вероятности

Анотація

Рассмотрена задача распознавания цифровых сигналов в условиях деформирующих искажений формы этих сигналов и аддитивного гауссовского шума. Для проведения синтеза алгоритмов распознавания предложена математическая модель внесения деформации для сигналов известной или случайной формы. Модель основана на введении нелинейного оператора деформации как оператора размещения с повторениями элементов исходного дискретного сигнала с добавлением аддитивной помеховой составляющей, вызванной ошибками квантования непрерывной функции деформации. Синтезированы и исследованы оптимальный, основанный на точном вычислении функций правдоподобия, и квазиоптимальный, основанный на использовании гауссовского приближения функций правдоподобия, алгоритмы распознавания. Проведено моделирование алгоритмов для различных вариантов задания деформирующих искажений в виде детерминированных функций и в виде реализаций случайной функциии. Выполнено сравнение экспериментальной вероятности ошибки с ее теоретической оценкой при различных отношениях сигнал–шум.

Біографії авторів

Алексей Викторович Акимов, Воронежский государственный университет

Аспирант кафедры технологий обработки и защиты информации

Александр Анатольевич Сирота, Воронежский государственный университет

Заведующий кафедрой технологий обработки и защиты информации

Посилання

Aghabozorgi, S.; Shirkhorshidi, A. S.; Wah, Teh Ying. Time-series clustering – A decade review. Information Systems, v.53, p.16-38, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.is.2015.04.007.

Rabiner, L.; Juang, B. H. Fundamentals of Speech Recognition. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall PTR, 1993. 507 p.

Corradini, A. Dynamic time warping for off-line recognition of a small gesture vocabulary. Proc. of IEEE ICCV Workshop on Recognition, Analysis, and Tracking of Faces and Gestures in Real-Time Systems, 13 Jul. 2001, Vancouver, BC, Canada. IEEE, 2001, p.82-89. DOI: https://doi.org/10.1109/RATFG.2001.938914.

Gavrila, D. M.; Davis, L. S. Towards 3-D model-based tracking and recognition of human movement: a multi-view approach. IEEE Int. Workshop on Automatic Face- and Gesture Recognition. IEEE Computer Society, Zurich, 1995, p.272-277. DOI: https://doi.org/10.1.1.56.5329.

Ranacher, P.; Tzavella, K. How to compare movement? A review of physical movement similarity measures in geographic information science and beyond. Cartography and Geographic Information Science, v.41, n.3, p.286-307, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/15230406.2014.890071.

Keogh, E.; Ratanamahatana, C. A. Exact indexing of dynamic time warping. Knowl. Inf. Syst., v.7, n.3, p.358-386, 2005. DOI: https://doi.org/10.1007/s10115-004-0154-9.

Алгазинов, Э. К.; Дрюченко, М. А.; Минаков, Д. А.; Сирота, А. А.; Шульгин, В. А. Аппаратно-программный комплекс для анализа неоднородного потока объектов в системах фотосепарации реального времени. Измерительная техника, № 5, С. 23-29, 2014.

Felzenswalb, P.; McAllester, D.; Ramanan, D. A discriminatively trained, multiscale, deformable part model. Proc. of IEEE Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition, 23-28 Jun, 2008, Anchorage, AK, USA. IEEE, 2008, p.1-8. DOI: https://doi.org/10.1109/CVPR.2008.4587597.

Zhu, X.; Ramanan, D. Face detection, pose estimation and landmark localization in the wild. Proc. of IEEE Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition, 16-21 June 2012, Providence, RI, USA. IEEE, 2012, p.2879-2886. DOI: https://doi.org/10.1109/CVPR.2012.6248014.

Keysers, D.; Deselaers, T.; Gollan, C.; Ney, H. Deformation models for image recognition. IEEE Trans. Pattern Analysis Machine Intelligence, v.29, n.8, p.1422-1435, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/TPAMI.2007.1153.

Акимов, А. В.; Сирота, А. А. Модели и алгоритмы искусственного размножения данных для обучения алгоритмов распознавания лиц методом Виолы-Джонса. Компьютерная оптика, Т. 40, № 6, С. 911-918, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-6179-2016-40-6-911-918.

Fukunaga, K. Introduction to Statistical Pattern Recognition. San Diego, CA: Academic Press, 1990. 591 p.

Сирота, А. А. Методы и алгоритмы анализа данных и их моделирование в MATLAB. СПб.: БХВ-Петербург, 2016. 384 с.

Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. 4-е изд. М.: Радио и связь, 1986. 512 с.

Widrow, B.; Kollar, I. Quantization Noise: Roundoff Error in Digital Computation, Signal Processing, Control, and Communications. Cambridge: Cambridge University Press, 2008. 751 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-10-31

Як цитувати

Акимов, А. В., & Сирота, А. А. (2017). Синтез и анализ алгоритмов распознавания цифровых сигналов в условиях деформирующих искажений и аддитивных помех. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(10), 592–604. https://doi.org/10.20535/S0021347017100041

Номер

Том 60 № 10 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 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.