Line following robots are applied in numerous application areas. High reliability of the line estimation could be obtained by the application of Track–Before–Detect algorithms, like Viterbi algorithm. The hardware and software of the robot are shown in the paper. Real–time constraint are discussed in this paper, related to the constructed robot. The obtained results shows the possibilities of tracking the single line using Raspberry Pi v.2 and Linux operating system.
PL
Roboty śledzące linie znajdują zastoswania w wielu miejscach. Dużą niezawodność estymacji można osiągnąć stosując algorytmy TBD w tym Algorytm Viterbiego. W pracy pokazana część sprzę tową i programową robota. Ograniczenia czasu rzeczywistego są poruszane w odniesieniu do robota. Pokazano, że można śledzić linię dzięki układowi Raspberry Pi v.2 i systemowi operacyjnemu Linux.
This paper presents a programmable system-on-chip implementation to be used for acceleration of computations within hidden Markov models. The high level synthesis (HLS) and “divide-and-conquer” approaches are presented for parallelization of Baum-Welch and Viterbi algorithms. To avoid arithmetic underflows, all computations are performed within the logarithmic space. Additionally, in order to carry out computations efficiently – i.e. directly in an FPGA system or a processor cache – we postulate to reduce the floating-point representations of HMMs. We state and prove a lemma about the length of numerically unsafe sequences for such reduced precision models. Finally, special attention is devoted to the design of a multiple logarithm and exponent approximation unit (MLEAU). Using associative mapping, this unit allows for simultaneous conversions of multiple values and thereby compensates for computational efforts of logarithmic-space operations. Design evaluation reveals absolute stall delay occurring by multiple hardware conversions to logarithms and to exponents, and furthermore the experiments evaluation reveals HMMs computation boundaries related to their probabilities and floating-point representation. The performance differences at each stage of computation are summarized in performance comparison between hardware acceleration using MLEAU and typical software implementation on an ARM or Intel processor.
Estymacja położenia pojazdu na drodze jest możliwa z wykorzystaniem śledzenia oznakowania poziomego. W artykule zaproponowano wykorzystanie algorytmu Viterbiego do śledzenia linii ciągłej oraz linii przerywanej. Algorytm ten realizuje zadanie śledzenie przed detekcją, dzięki czemu przetwarzane są dane surowe bez binaryzacji, co poprawia jakość estymacji. Przeprowadzono badania numeryczne Monte Carlo w celu wyznaczenia własności algorytmu dla różnych parametrów w oparciu o generator obrazów syntetycznych. W celu poprawy jakości pracy dla linii przerywanej zaproponowano wykorzystanie dodatkowej filtracji medianowej z ruchomym oknem.
EN
The estimation of position of road vehicle is possible using road surface marking. The Viterbi algorithm was proposed for continuous and dashed lines tracking in this paper. This is track-before-detect algorithm that processes raw data without binarization what improves the estimation quality. The numerical experiments using Monte Carlo approach were applied for different variable parameters of algorithm using synthetically generated images. The improvement of estimation for the dashed line was obtained using an additional median filtering with moving window.
W artykule omówiono wykonany system syntezy mowy polskiej. System umożliwia syntezę bezpośrednio z tekstu ortograficznego. W celu dokonania transkrypcji fonetycznej opracowano jednoznakowy alfabet fonetyczny (1 znak - 1 fonem). Synteza jest realizowana metodą korpusowej selekcji jednostek fonetycznych. Jako jednostki fonetyczne wykorzystano difony. Niektóre difony mają kilka instancji różniących się kontekstem występowania. Każde słowo może być więc zsyntezowanie na wiele sposobów. Sekwencja difonów dobierana jest za pomocą algorytmu Viterbiego w celu uzyskania najbardziej optymalnego zestawu jednostek fonetycznych, zapewniając w ten sposób większą naturalność generowanej mowy.
EN
The article describes a system for speech synthesis designated for polish language. The system converts text to speech by using simple transcription rules. Every phoneme corresponds to one transcription letter. The system applies the corpus-based method, which uses diaphones at its core. Some diaphones have several instances with different context of occurrence. Therefore, every word can be synthesized in many ways. The applied cost function estimates the quality of a given diaphone connection. The adjacent diaphones are compared in terms of spectral properties. The optimal sequence of diaphones is then singled out by applying the Werbi algorithm. This guarantees the minimal cost value, which reflects the best possible quality of the synthesized speech.
In the paper, selected informations on Hidden Markov Models (also called Hidden Markov Chains) are reminded. Basic riotions are defined and algorithms related to these models are shortly presented. The research part of the papers shows results of three conducted experiments entitled: "pork cutlet", "form sheet" and ''poetaster". The most important experiment "form sheet" gives a good starting point to a practical application of HMMs to the. handwriting recognition. The "poetaster" experiment shows possible application of HMMs in so called "artifial creation".
Na wstępie referatu przedstawiono krótki opis dekodowania kodów splotowych za pomocą algorytmu Viterbiego. Przedstawiono metodę automatycznego rozpoznawania rodzaju kodu splotowego, bazującą na monitorowaniu wartości metryk ścieżek podczas pracy dekodera Viterbiego. Przedstawiono wyniki pomiaru efektywności pracy zaproponowanego algorytmu rozpoznawania kodów splotowych uzyskane metodą symulacji komputerowych.
EN
At first, short description of Viterbi algorithm for convolution codes decoding is given. Next, a method of automatic convolution codes recognition, based on monitoring of the surviving paths metrics of Viterbi algorithm, and its performance are presented. Performance of the proposed algorithm for automatic convolution codes recognition was evaluated using computer simulation.
Przedstawiono aktualną sytuację na rynku półprzewodników. Najbardziej dynamicznie rozwijającym się segmentem tego rynku jest rynek procesorów sygnałowych. Producenci procesorów DSP już wkrótce mogą dołączyć do grupy firm najbardziej zaawansowanych technologicznie. Omówiono algorytm Viterbiego. Przedstawione zostały także architektury trzech nowych procesorów sygnałowych TMS320C55x, TigerSHARC oraz Carmel. Szczególny nacisk w opisie położono na wyeksponowanie tych cech procesorów, które ułatwiają realizację algorytmu Viterbiego.
EN
In the article economic situation in semiconductor industry is presented. The most promising niche of the semiconductor market is market of digital signal processors. It is because of exponential growth in telecommunications. DSP manufacturers can will be the most technology advanced firms in semiconductor industry in the near future. An example of application on modern DSP is discussed. It is Viterbi algorithm used for convolutional codes decoding. Three new architectures of DSP are discussed too. It is TMS320C55x, TigerSHARC and Carmel. Special features built into DSP processors for fast Viterbi decoding are presented.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Sformułowano problem segmentacji sygnału mowy za pomocą ukrytych modeli Markowa jako przykład automatycznej segmentacji sygnałów. Przedstawiono wyniki eksperymentu potwierdzającego przydatność algorytmu Viterbiego dla zadania segmentacji.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.