Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

On-line process identification using the Modulating Functions Method and non-asymptotic state estimation

Byrski Witold, Drapała Michał

Archives of Control Sciences

|

2022

|

Vol. 32, No. 3

535--555

EN

The paper presents an iterative identification method dedicated for industrial processes. The method consists of two steps. In the first step, a MISO system is identified with the Modulating Functions Method to obtain sub-models with a common denominator. In the second step, the obtained subsystems are re-identified. This procedure enables to obtain the set of models with different denominators of the transfer functions. The algorithm was used for on-line identification of a glass conditioning process. Identification window is divided into intervals, in which the models can be updated based on recent process data, with the use of the integral state observer. Results of the performed simulations for the identified models are compared with the historical process data.

2

Vision system supporting the pilot in variable light conditions

Szczerba Piotr, Rzucidło Paweł, Szczerba Zygmunt, Drupka Grzegorz

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 1

60--67

EN

The aim of this study is to demonstrate the applicability of contemporary optoelectronic systems supported by image processing algorithms in aviation. Optoelectronic systems can support the pilot’s work or the work of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) operator after being installed in the cockpit of the pilot or in a ground station. The origin of the problem is related to the aspects of safe operation of the aircraft in the conditions of dynamically changing ambient light observed by the aircraft pilot or operator monitoring the monitor at the ground station and observing the image from the camera installed on the UAV. The proposed solution is to help avoid situations in which the pilot’s/operator’s situational awareness deteriorates due to strong optical phenomena.

PL

Celem niniejszego opracowania jest zademonstrowanie możliwości zastosowania współczesnych układów optoelektronicznych wspomaganych przez algorytmy przetwarzania obrazu w lotnictwie. Układy optoelektroniczne mogą wspomóc pracę pilota lub pracę operatora bezzałogowego statku powietrznego (BSP) po zainstalowaniu w kabinie pilota bądź w stacji naziemnej. Geneza problemu jest związania z aspektami bezpiecznej eksploatacji statku powietrznego w warunkach dynamicznie zmieniającego się oświetlenia otoczenia obserwowanego przez pilota samolotu lub operatora śledzącego monitor w stacji naziemnej i obserwującego obraz z kamery zainstalowanej na BSP. Zaproponowane rozwiązanie ma pomóc uniknąć sytuacji, w których świadomość sytuacyjna pilota/operatora pogarsza się na skutek silnych zjawisk optycznych.

3

Model-Based Method for Acoustic Echo Cancelation and Near-End Speaker Extraction: Non-negative Matrix Factorization

Agrawal P., Shandilya M.

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2018

|

nr 2

15--22

EN

Rapid escalation of wireless communication and hands-free telephony creates a problem with acoustic echo in full-duplex communication applications. In this paper a simulation of model-based acoustic echo cancelation and near-end speaker extraction using statistical methods relying on nonnegative matrix factorization (NMF) is proposed. Acoustic echo cancelation using the NMF algorithm is developed and its implementation is presented, along with all positive, real time elements and factorization techniques. Experimental results are compared against the widely used existing adaptive algorithms which have a disadvantage in terms of long impulse response, increased computational load and wrong convergence due to change in near-end enclosure. All these shortcomings have been eliminated in the statistical method of NMF that reduces echo and enhances audio signal processing.

4

Adaptive modelling of spatial diversification of soil classification units

Urbański K., Gruszczyński S.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 30

127--139

EN

The article presents the results of attempts to use adaptive algorithms for classification tasks different soils units. The area of study was the Upper Silesian Industrial Region, which physiographic and soils parameters in the form of digitized was used in the calculation. The study used algorithms, self-organizing map (SOM) of Kohonen, and classifiers: deep neural network, and two types of decision trees: Distributed Random Forest and Gradient Boosting Machine. Especially distributed algorithm Random Forest (algorithm DRF) showed a very high degree of generalization capabilities in modeling complex diversity of soil. The obtained results indicate, that the digitization of topographic and thematic maps give you a fairly good basis for creating useful models of soil classification. However, the results also showed that it cannot be concluded that the best algorithm presented in this research can be regarded as a general principle of system design inference.

PL

Wraz z rozwojem technologii informatycznych następuje stopniowa zmiana podejścia do dokumentacji kartograficznej obiektów przyrodniczych, w tym gleb. Podstawowymi cechami dowolnej klasyfikacji, których przedmiotem są gleby, jest wielowymiarowość jednostek (nie ma pojedynczej właściwości, możliwej do wyznaczenia w drodze pomiaru, która wystarczałaby do jednoznacznego przypisania pedonu do określonej klasy w stosowanych skalach klasyfikacyjnych gleb), w związku z czym właściwe wydaje się wykorzystanie do tego celu dostępnych komputerowych metod przetwarzania danych. Modelowanie przestrzennego zróżnicowania gleb na podstawie przesłanek natury fizjograficznej, odtworzonych na podstawie digitalizacji istniejących materiałów kartograficznych, jest podstawą do tworzenia przestrzennych baz danych przechowywanych w wersji cyfrowej. Inaczej niż w typowej kartografii tematycznej zawierającej treści glebowo-siedliskowe, modele te wskazują na prawdopodobieństwo a priori występowania określonej jednostki glebowej w określonym położeniu, nie zaś bezwzględną przynależność terenu do niej. Taka interpretacja wymaga zbudowania stosownego algorytmu wiążącego czynniki natury geologicznej i fizjograficznej z jednostkami glebowymi. Do tego celu często wykorzystuje się tak zwane algorytmy adaptacyjne, umożliwiające elastyczne tworzenie modeli zależności bazujących na danych. W pracy przedstawiono dwa warianty doboru parametrów przetwarzania danych fizjograficzno-glebowych potencjalnie przydatnych do tych celów. Wykorzystano dane pochodzące z bazy danych fizjograficznoglebowych z rejonu GOP (Górnośląski Okręg Przemysłowy) uzyskanych w wyniku digitalizacji materiałów kartograficznych. Analizie poddano wyłącznie tereny użytków rolnych: gruntów ornych (R) i trwałych użytków zielonych (Ł i Ps). Na obszarze o powierzchni 1 km2 wyodrębniono 6,4 mln jednostek tworzących siatkę kwadratów o rozmiarach 20 × 20 m. Wykorzystane zostały algorytmy samoorganizującej mapy (SOM) Kohonena oraz klasyfikatory – głęboka sieć neuronowa, oraz dwa rodzaje drzew decyzyjnych – rozproszony las losowy (ang. Distributed Random Forest) i wzmacniane drzewa losowe (ang. Gradient Boosting Machine). Szczególnie algorytm rozproszonego lasu losowego (algorytm DRF) wykazał bardzo wysoki stopień zdolności generalizacyjnej w modelowaniu zróżnicowania kompleksów glebowych.

5

Family of Parallel LMS-based Adaptive Algorithms of Echo Cancellation

Dobrucki A., Walczyński M., Bożejko W.

Computational Methods in Science and Technology

|

2015

|

Vol. 21, No. 4

191--200

EN

In this paper we propose a number of new, genuine parallel LMS-based adaptive algorithms in the context of their use in the acoustic echo cancellation. The most complex parts of the LMS-based algorithms were determined and parallelized. A number of genuine parallelization methods were proposed taking into consideration varied types of architectures of modern concurrent computing environment, such as GPUs, clusters of workstations and cloud computing.

6

Adaptacja charakterystyki kierunkowej anteny inteligentnej metodami LMS oraz MVDR

Gasztold M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 7

154-158

PL

W artykule przedstawiono dwa sposoby adaptacji charakterystyki kierunkowej inteligentnego szyku antenowego. Opisano podstawy teoretyczne dwóch algorytmów adaptacyjnych: algorytmu LMS (ang. Least Mean Square) oraz algorytmu MVDR (ang. Minimum Variation Distortionless Response). Przedstawiono wyniki symulacyjne procesu adaptacji charakterystyki kierunkowej dla obu metod i scharakteryzowano je pod kątem efektywności przy różnych warunkach panujących w kanale radiowym. Porównano wartości współczynnika SINR (ang. Signal to Interference Ratio) otrzymywanego po procesie adaptacji dla zmiennych wartości współczynnika SNR (ang. Signal to Noise Ratio).

EN

This article presents two methods of performing the adaptive beamforming of a smart antenna array. These two methods are LMS (Least Mean Square) and MVDR (Minimum Variation Distortionless Response). A simulation software was written to test both methods and compare them in terms of efficiency in different radio channel conditions. SINR parameter (Signal to Interference Ratio) was calculated for both methods for different values of SNR parameter (Signal to Noise Ratio).

7

RADAR Signal Parameters Estimation in the MTD Tasks

Prokopenko I. G., Omelchuk I. P., Chyrka Y. D.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2012

|

Vol. 58, No. 2

159-164

EN

The MTD method adaptive to current target speed, in which suboptimal iterative algorithms for the reflected signal parameters estimation are synthesized, is suggested. This method allows to detect a slowly moving targets with radial speed 3-4 times less, than for pulse-pair subtraction (PPS).

8

LMS Algorithm Step Size Adjustment for Fast Convergence

Bismor D.

Archives of Acoustics

|

2012

|

Vol. 37, No. 1

31-40

EN

In the areas of acoustic research or applications that deal with not-precisely-known or variable condi- tions, a method of adaptation to the uncertainness or changes is usually necessary. When searching for an adaptation algorithm, it is hard to overlook the least mean squares (LMS) algorithm. Its simplicity, speed of computation, and robustness has won it a wide area of applications: from telecommunication, through acoustics and vibration, to seismology. The algorithm, however, still lacks a full theoretical analysis. This is probabely the cause of its main drawback: the need of a careful choice of the step size – which is the reason why so many variable step size flavors of the LMS algorithm has been developed. This paper contributes to both the above mentioned characteristics of the LMS algorithm. First, it shows a derivation of a new necessary condition for the LMS algorithm convergence. The condition, although weak, proved useful in developing a new variable step size LMS algorithm which appeared to be quite different from the algorithms known from the literature. Moreover, the algorithm proved to be effective in both simulations and laboratory experiments, covering two possible applications: adaptive line enhancement and active noise control.

9

Adaptacyjne układy sterowania tworzące strefy ciszy wokół poruszającego się mikrofonu

Michalczyk M. I.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 1

9-11

PL

Przedstawiono wyniki badań nad adaptacyjnymi układami aktywnej redukcji hałasu wykorzystywanymi do tworzenia stref ciszy wokół poruszającego się w pomieszczeniu mikrofonu. Pokazano, że w części przypadków zastosowanie adaptacyjnego algorytmu FX-LMS zapewnia poprawne działanie układu, czyli śledzenie przez wytworzoną strefę ciszy zmian położenia mikrofonu. W przypadku złożonych zakłóceń lub szerszego zakresu ruchu mikrofonu, koniecznym jest zastosowanie dodatkowych algorytmów bieżącej estymacji modelu obiektu sterowania.

EN

The paper summarizes the novel research on a special class of digital sound processing systems with time varying sound sensor position, conducted in the Institute of Automatic Control, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland. These are adaptive active noise control (ANC) systems creating zones of quiet around a microphone, position of which is being changed in enclosure. They use the LMS-based adaptive control algorithm which is parameterized with a model of the so called secondary path. The problem arises when the microphone position is changed during the ANC system operation, because the secondary path modelling errors occur . They, in some cases, can be coped by the adaptive control algorithm itself, however, in other cases an additional, on-line identification routine has to be used to update the secondary path model. These two situations are the subject of the presented research. The results of real world experiments showed that the zone of quiet can adaptively track the movement of the microphone if the LMS-based adaptive control algorithm is applied. However, if the noise is random and the spatial range of the microphone movement is wider, then the more complex algorithms have to be used, which is shown on the basis of simulation experiments, verified in the ANC laboratory.

10

LMS algorithms parallelization in GPGPU environment

Bożejko W., Dobrucki A., Walczyński M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 5

49-53

EN

In this work we propose a methodology of LMS filters class parallelization, used in digital signal processing, used in noise reduction and echo cancelation problems. We propose an approach which uses a GPGPU technology. Parallel approach allows us to decompose a problem into a number of smaller ones, which can be computed faster. Obtained results (especially increasing speed and efficiency) show that the parallel method implemented on a GPU is much more effective than other existing procedures which makes it useful in real-time systems.

PL

W niniejszej pracy proponujemy metodologię zrównoleglenia algorytmów LMS, które są używane w systemach czasu rzeczywistego np. w procesie redukcji hałasu, czy też likwidacji echa. Proponujemy równoległe podejście, które korzysta z technologii GPGPU. Takie podejście pozwala zdekomponować problem na kilka mniejszych, które mogą zostać policzone szybciej. Uzyskane wyniki (w szczególności zwiększenie szybkości i efektywności) pokazują, że realizowana na GPU metoda równoległa jest bardziej efektywna niż inne istniejące procedury, co czyni ją szczególnie użyteczną w systemach czasu rzeczywistego.

11

Adaptive Rough Entropy Clustering Algorithms in Image Segmentation

Małyszko D., Stepaniuk J.

Fundamenta Informaticae

|

2010

|

Vol. 98, nr 2/3

199-231

EN

High quality performance of image segmentation methods presents one leading priority in design and implementation of image analysis systems. Incorporating the most important image data information into segmentation process has resulted in development of innovative frameworks such as fuzzy systems, rough systems and recently rough - fuzzy systems. Data analysis based on rough and fuzzy systems is designed to apprehend internal data structure in case of incomplete or uncertain information. Rough entropy framework proposed in [12, 13] has been dedicated for application in clustering systems, especially for image segmentation systems. We extend that framework into eight distinct rough entropy measures and related clustering algorithms. The introduced solutions are capable of adaptive incorporation of the most important factors that contribute to the relation between data objects and makes possible better understanding of the image structure. In order to prove the relevance of the proposed rough entropy measures, the evaluation of rough entropy segmentations based on the comparison with human segmentations from Berkeley and Weizmann image databases has been presented. At the same time, rough entropy based measures applied in the domain of image segmentation quality evaluation have been compared with standard image segmentation indices. Additionally, rough entropy measures seem to comprehend properly properties validated by different image segmentation quality indices.

12

Odporna adaptacyjna korekcja charakterystyki kanału w transmisji z modulacją M-QAM

Mazurek G., Falkiewicz J., Szabatin J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 7-8

82-91

PL

W pracy omówiono problem adaptacyjnej korekcji charakterystyki częstotliwościowej kanału transmisyjnego w przypadku transmisji sygnałów zmodulowanych w formacie M-QAM i zakłóconych szumem impulsowym, modelowanym niegaussowskimi rozkładami gęstości prawdopodobieństwa. Przedstawiono trzy klasy algorytmów adaptacyjnych stosowanych w odbiornikach do korekcji charakterystyki kanału: LMS, RLS i CMA i porównano je pod kątem szybkości zbieżności, dokładności uzyskiwanej korekcji oraz złożoności obliczeniowej. Wykazano, że wszystkie wymienione algorytmy są nieodporne na zakłócenia impulsowe obecne w kanale. Dlatego też w pracy zaproponowano odporne algorytmy adaptacyjnej korekcji. Cechę odporności na zakłócenia impulsowe uzyskano przez zastosowanie w tych algorytmach nieliniowych funkcji przetwarzania błędu estymacji. Zbadano trzy rodzaje takich funkcji: Hubera, Hampela i funkcję wynikającą z kryterium największej wiarygodności. Działanie algorytmów zweryfikowano symulacyjnie z wykorzystaniem syntetycznych sygnałów z modulacją 64-QAM, zakłócanych szumem impulsowym o rozkładzie e-zaburzonym. Badania symulacyjne wykazały znaczną poprawę jakości korekcji, uzyskiwaną za pomocą zaproponowanych algorytmów odpornych. W pracy przedstawiono również praktyczne zastosowanie odpornych algorytmów ekwalizacji do demodulacji pochodzącego z faksu rzeczywistego sygnału 16-QAM, zakłóconego szumem o charakterze impulsowym. Dotychczasowe zastosowanie klasycznych adaptacyjnych metod korekcji nie pozwalało w tym przypadku na uzyskanie jakichkolwiek użytecznych rezultatów.

EN

In this paper we investigate the problem of adaptive channel equalization in the case of M-QAM transmission disturbed by an impulsive non-Gaussian noise. Three classes of commonly used classical adaptive equalization algorithms LMS, RLS and CMA are considered and compared with respect to convergence rate, equalization accuracy and computational complexity. It has been shown that all of them are non-robust when in the channel the impulsive noise occurs. Therefore, in the paper robust equalization algorithms are proposed. The robustifying properties of classical algorithms are obtained due to applying nonlinear transformation of the estimation error. Three robustifying functions are examined: the Huber function, the Hampel function and the function resulting from the maximum likelihood criterion. The performance of the proposed algorithms has been verified via simulations using synthetic 64-QAM signals corrupted by the - contaminated impulsive noise. The obtained results show that the robust algorithms ensure in such a case considerable improvement of equalization efficiency. The practical application of the proposed equalization algorithms is also presented. They have been used for demodulation of a real 16-QAM signal coming from the fax-transmission, and disturbed by the impulsive-type noise. Using classical nonrobust algorithms, it was impossible to obtain in this case any useful results.

13

Anteny inteligentne we współczesnej radiokomunikacji

Jaszczyszyn E., Modelski J.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2004

|

nr 1

18-26

PL

Przedstawiono zasady działania anten inteligentnych oraz analizę adaptacyjnego kształtowania charakterystyk kierunkowych anten. Zostały omówione niektóre algorytmy adaptacyjne obróbki sygnałów wykorzystywane w zaawansowanych systemach antenowych oraz zastosowanie anten inteligentnych we współczesnych systemach radiokomunikacyjnych. Zaprezentowano również przykłady realizacji praktycznych anten inteligentnych, m. in. nowy rodzaj mikropaskowej anteny skanującej na podłożu ferroelektrycznym.

EN

There were standardization issues in monitoring and surveillance application described. A standardization of information exchange and describing of such systems were proposed using descriptors for selected system's elements. MPEG-7 standard was involved to enhance the functionality of monitoring systems, what is achieved by the modularization of software components. The implementation of this concept with the use of web services technology was presented.

14

Adaptive sliding mode backstepping output tracking controllers for feedforward uncertain systems

Koshkouei A.J., Burnham K.J.

Systems Science

|

2003

|

Vol. 29, nr 1

79-96

EN

Methods for control design for nonlinear feedforward uncertain systems are considered in this paper. These systems are not usually transformable to the parametric semi-strict feedback form, and it may include unmatched uncertainties consisting of disturbances and unmodelled dynamics. The design methods are based upon (i) the backstepping approach, and (ii) a combination of sliding mode and backstepping. A comparison method of the dynamic and static backstepping methods is presented by applying two methods on a gravity-flow/pipeline system.

15

Nowoczesne techniki antenowe w radiokomunikacji ruchomej lądowej

Wnuk M., Amanowicz M., Kołosowski W., Lisowski J.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2002

|

Vol. 51, nr 7

35-61

PL

W artykule poruszono niektóre z problemów zastosowania anten adaptacyjnych radiokomunikacji ruchomej lądowej. Przedstawiono obecnie występujace rozwiązania oraz rozwiazania przyszłosciowe nie wymagające wayznaczania kierunków sygnałów użytecznych. Przedstawiony został jeden z algorytmów adaptacyjnych służący do wyznaczania kierunków sygnałów użytecznych. Jako szyk antenowy zaproponowany został szyk zbudowany w oparciu o technologię mikropaskową. Dokonano również wyboru parametrów podstawowych układów wchodzących w skład anteny adaptacyjnej.

EN

Some problems of using the adaptive aerials in surface movable radiocommunication are discussed. Nowadays used solutions as well as the future solutions do not requiring determination of useful signal directions are presented. One of the adaptive algorithms serving for determination of useful signal direction is presented. As an aerial array was proposed the array constructed on the basis of microstrip technology. A selection of parameters of the fundamental systems included in adaptive aerial has been also done.

16

Fast, robust and adaptive lossless image compression

Starosolski R.

Machine Graphics and Vision

|

1999

|

Vol. 8, No. 1

95-116

EN

For applications like image transmission or storage we need fast and adaptive lossless compression algorithms. A speed improvement must not be achieved at the expense of significant compression ratio deterioration or too big memory requirements. The robustness, which may be defined as a performance on the worst case of data, is very important in practical applications. Presented algorithm uses the traditional decorrelations - statistical compression scheme of adaptive image compression. We introduce many modifications to improve speed and robustness of the algorithm. Firstly, we vastly increase the processing speed by altering the traditional statistical compression scheme. Instead of coding each symbol and updating the data model each time a symol is coded, we update the model only after coding some symbols. We construct a robust family of codes based on the GOLOMB codes and adapted to the real image data - that is to the finite alphabet of not ideally xeponential symbol distribution. In order to quickly adapt to the specific image data model uses a variable number of context buckets and is updated with a variable frequency - starting with a single collective context bucket and a full model update. The introduced modifications allow us to increase the processing speed by a factor of two or more at no or negligible compression ratio deterioration. Our algorithm limits worst-case local and global data expansion and has strictly bounded memory requirements. We present the experimental results of introduced modifications and the comparison to some well-know algorithms.

17

Joint system for acoustic echo and noise control in hands : free communication devices

Bielawski K., Petrovsky A. A.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

1998

|

Vol. 44, nr 4

555-576

EN

This paper addresses the problem of speech enhancement in the hands - free telephony where the signal to be transmitted is corrupted by ambient noise and echo signal. First, the most common issues which strongly influence the hands - free communication and commonly used algorithms, approaches to the adaptive control as well the discrete time model of the electro - acoustic path in hands - free communication and new approaches to the acoustic echo canceller and noise reduction systems are presented. Then advantages of both solutions for echo and noise control joined together in one combined system are discussed in order to increase the speech communication performance. Paper shows the leading and most promising combined systems, introduces new classification, discusses the novel adaptive echo cancellation systems for the realisation as a low cost and high performance devices on the digital signal processor.

PL

Przedstawiono zagadnienia związane z użytkowaniem i konstruowaniem urządzeń głośnomówiących w systemach komunikacyjnych. Omówiono wpływ takich zjawisk akustycznych jak echo, pogłos, i hałas na jakość komunikacji podczas korzystania z telefonicznych instalacji hands - free. Zaprezentowano rodzinę algorytmów adaptacyjnych stosowanych w systemach kontroli zjawisk akustycznych, jak również rozwiązania wykorzystujące te algorytmy do kontroli echa i zakłóceń odwołując się do literatury. Dokonano zestawienia i porównania struktur i algorytmów stosowanych w połączonych systemach eliminacji echa i zakłóceń co stanowi istotę niniejszej pracy. Zestawienie to jest wynikiem badań autorów w dziedzinie systemów łączących w sobie rozwiązania kontroli echa i hałasu, w celu poprawy jakości komunikacji z wykorzystaniem telefonów komórkowych z instalacją głośnomówiącą. Przedstawiono także złożoności i możliwości implementacyjne wybranych systemów na procesorze sygnałowym.