Ewolucyjne projektowanie filtrów cyfrowych o nietypowych charakterystykach i skończonej długości słowa bitowego

• Autorzy: Słowik A.

Warianty tytułu

EN

Evolutionary design of digital filters with non-standard characteristics and finite wordlength

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu ewolucyjnego do projektowania filtrów cyfrowych o nietypowych charakterystykach amplitudowych i o skończonej długości słowa bitowego. Przy użyciu proponowanej metody zaprojektowano filtr cyfrowy o nieskończonej odpowiedzi impulsowej. Filtr ten posiada liniowo opadającą charakterystykę amplitudową oraz jest projektowany tylko przy użyciu słów bitowych o zadanej długości. Długość ta wynika z rozmiarów rejestrów przetwarzających przy użyciu których filtr cyfrowy zostanie fizycznie zrealizowany. W niniejszym artykule wprowadzono również modyfikację operatora mutacji, dzięki której uzyskano znaczne polepszenie uzyskiwanych wyników w stosunku do wyników uzyskiwanych przy użyciu mutacji prostej.

EN

In the paper, the application of evolutionary algorithm to digital filters design with non-standard amplitude characteristic and finite wordlength is presented. Infite impulse response digital filter is designed using proposed method. This filter possess linearly decreasing amplitude characteristic, and it is designed only using finite wordlength coefficents. The wordlength is dependent on the size of processing registers used in physical filter implementation. In this paper, the modification of mutation operator is introduced. Due to this modification, the better results are obtained using proposed algorithm. Also, in the paper, the comparison between results obtained using proposed mutation operator and results obtained using simple mutation operator is presented.

Słowa kluczowe

PL

sztuczna inteligencja; algorytmy ewolucyjne; filtry cyfrowe; skończona długość słowa bitowego; nietypowe charakterystyki amplitudowe

EN

artificial intelligence; evolutionary algorithms; digital filters; finite wordlength; non-standard amplitude characteristics

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 9
• Strony: 66--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Słowik A.

• Politechnika Koszalińska, Wydział elektroniki i Informatyki

Bibliografia

• [1] Benvenuto N., Marchesi M., Orlandi G., Piazza F., Uncini A.: Finite Wordlength Digital Filter Design Using an Annealing Algorithm. International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, ICASSP, Vol. 2, pp. 861-864, Glasgow, Scotland, 1989.
• [2] Kennedy J., Eberhart R. C., Shi Y.: Swarm intelligence. San Francisco, Morgan Kaufmann Publishers, 2001.
• [3] Goldberg D.: Algorytmy genetyczne i ich zastosowania. WNT, Warszawa 1998.
• [4] Michalewicz Z.: Algorytmy genetyczne + struktury danych = programy ewolucyjne. WNT, 1999.
• [5] Lyons R.: Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów. WKŁ, Warszawa 2000.
• [6] Erba M., Rossi R., Liberali V., Tettamanzi A. G. B.: Digital Filter Design Through Simulated Evolution. In Proceedings of ECCTD '01, Espoo, Finland, vol. 2, pp. 137-140, August 2001.
• [7] Słowik A., Białko M.: Ewolucyjne projektowanie filtrów cyfrowych IIR o nietypowych charakterystykach amplitudowych. III Krajowa Konferencja Elektroniki, Kołobrzeg, Czerwiec 2004, ss. 345-350.
• [8] Rainer Storn, Price Kenneth: Differential Evolution -A Simple and Efficient Heuristic for Global Optimization over Continuous Spaces. Journal of Global Optimization Vol. 11, 1997, pp. 341-359.
• [9] Pham D. T., Ghanbarzadeh A., Ko E., Otri S., Rahim S., Zaidi M.: The Bees Algorithm - A Novel Tool for Complex Optimisation Problems. IPROMS 2006, Intelligent Production, Machines and Systems, Elsevier, 2006.
• [10] Beyer H.-G., Schwefel H.-P.: Evolution Strategies: AComprehensive Introduction. Journal Natural Computing, 1(1):3-52, 2002.
• [11] Landa Becerra R., Coello Coello C. A.: Cultured Differential Evolution for Constrained Optimization. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 195, Nos. 33-36, pp. 4303-4322, July 1, 2006.
• [12] Price Kenneth V.: An Introduction to Differential Evolution. In David Corne, Marco Dorigo, and Fred Glover, editors, New Ideas in Optimization, pp. 79-108, McGraw-Hill, London, UK, 1999.
• [13] Arabas J.: Wykłady z algorytmów ewolucyjnych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2001.
• [14] Baicher Gurvinder S.: Optimization of Finite Word Length Coefficient IIR Digital Filters Through Genetic Algorithms-A Comparative Study. LNCS, Vol. 4222, 2006, pp. 641-650.
• [15] Nakamoto M., Yoshiya T., Hinamoto T.: Finite wordlength design for IIR digital filters based on the modified least-square criterion in the frequency domain. International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems, ISPACS 2007, pp. 462-465, 2007.