Bộ lọc thích nghi

Bộ lọc thích nghi thường được coi là 1 bộ chương trình hướng dẫn chạy trên thiết bị xử lý số như: bộ vi xử lý hoặc chip DSP, hoặc dưới dạng một tập hợp các thao tác logic được thực hiện trong mảng cổng lập trình (FPGA) hoặc trong mạch tích hợp VLSI. 1Dạng thức chung của các thuật toán FIR thích nghi

BỘ LỌC THÍCH NGHI Khái niệm lọc thích nghi Bộ lọc thích nghi thường coi chương trình hướng dẫn chạy thiết bị xử lý số như: vi xử lý chip DSP, dạng tập hợp thao tác logic thực mảng cổng lập trình (FPGA) mạch tích hợp VLSI [1] [1] https://pdfs.semanticscholar.org/aa48/98919244e59159bd276109b10dfbaa5dedf1.pdf?fbclid=IwAR1FhbIHMnLeJD83wXjsnWbRItxVaOZZJKSVJ2IJ0onI9F3EHfOPeMRieVo Bộ lọc thích nghi gồm: Các tín hiệu lọc xử lý Cấu trúc : Xác định tín hiệu đầu lọc tính tốn từ đầu vào tín hiệu Các tham số cấu trúc thay đổi lặp lặp lại để thay đổi mối quan hệ đầu vào - đầu lọc Thuật tốn thích ứng mơ tả thơng số điều chỉnh từ thời điểm sang thời điểm khác CẤU TRÚC BỘ LỌC THÍCH NGHI Hình Sơ đồ khối lọc thích nghi x(n) : tín hiệu đầu vào lọc y(n) : tín hiệu đầu lọc e(n) : tín hiệu lỗi d(n): tín hiệu đáp ứng mong muốn e(n) = d(n) – y(n) CÁC LOẠI BỘ LỌC THÍCH NGHI Bộ lọc FIR thích nghi Bộ lọc IIR thích nghi Bộ lọc lưới BỘ LỌC FIR ●   Hệ số W(n) = [w0(n) w1(n) … wL-1(n))]T ● Với {wi(n)}, ≤ i ≤ L-1, tham số L hệ thống thời điểm n ● Chúng ta viết tín hiệu đầu y(n): y(n) = = WT(n)X(n) BỘ LỌC IIR ●   y(n) = + y(n) = WT(n) U(n) ● W(n) = [a1(n) a2(n) … aN(n) b0(n) b1(n) … bN(n)]T ● U(n) = [y(n-1) y(n-2) … y(n-N) x(n) x(n-1) … x(n-N)]T BỘ LỌC LƯỚI Bộ lọc lưới hữu ích cho nhiệm vụ lọc thích nghi Một lọc lưới hệ thống FIR mà sử dụng L-1 đoạn xử lý để tính tốn, thiết lập tín hiệu phụ trợ {bi(n)}, ≤ i ≤ L-1 biết lỗi dự báo ngược Thuật toán lọc thích nghi ● ●  Dạng thức chung thuật tốn FIR thích nghi Trong đó: véc tơ đặc biệt ( giá trị hàm phi tuyến) bước nhảy véc tơ tín hiệu lỗi vector tín hiệu đầu vào véc tơ trạng thái lưu trữ thơng tin thích hợp đặc tính tín hiệu đầu vào tín hiệu lỗi hệ số thời điểm trước (Trong thuật tốn đơn giản nhất, khơng sử dụng) ●  = WT(n)X(n) y(n) W(n) = [w0(n) w1(n) … wL-1(n))]T X(n) = [x(n) x(n-1) … x(n-L+1)]T vector tín hiệu đầu vào ● Khi đó, cơng thức tổng qt thuật tốn là: e(n) = d(n) – y(n) ● Hàm hiệu suất lỗi, hay hàm giá trị (cost function) biểu diễn J Trong đó, hàm phổ biến hàm giá trị sai số bình phương nhỏ (MSE) ký hiệu cho hàm mật độ xác suất lỗi thời điểm ●   Ví dụ: Ta có lọc thích nghi hình vẽ: Tính hệ số , lọc thời gian Biết giá trị hệ số ban đầu 0.1 0.2, tín hiệu đầu vào 0.5 Giả sử, tín hiệu đầu mong muốn Sử dụng thuật tốn : Bước nhảy 0.25 (tín hiệu đầu vào 0.5) (giá trị hệ số ban đầu 0.1 0.2) (Vector tín hiệu lỡi) Vì vậy, hệ số lọc cần tìm : ỨNG DỤNG CỦA BỘ LỌC THÍCH NGHI ? DỰ ĐỐN TUYẾN TÍNH • x(n) = d(n: giá trị ngun bộ trễ Đầu vào coi tín hiệu đáp ứng mong muốn • Khi đó, lọc thích nghi dự đốn giá trị tín hiệu đầu vào tiếp theo, sử dụng mẫu trước DỰ ĐỐN TUYẾN TÍNH Mã dự đốn tuyến tính • Khi truyền phiên số tín hiệu lời nói hình ảnh, tương quan thời gian tín hiệu dạng dự phịng khai thác để mã hóa dạng sóng với số lượng bit nhỏ biểu diễn ban đầu • Trong trường hợp này, dự báo tuyến tính sử dụng để mơ hình hóa mối tương quan tín hiệu để giảm số lượng bit cần thiết để biểu diễn dạng sóng tín hiệu NHẬN DẠNG HỆ THỐNG Lấy đầu hệ thống   hộp đen với x(n) đầu vào Sau đó, tín hiệu đáp ứng mong muốn hệ thống : d(n) = + (n) Ở đây, nhiệm vụ lọc thích nghi thể xác tín hiệu đầu Nếu y(n) = , sau lọc thích nghi có mơ hình xác xác định phần hệ thống chưa TRIỆT ÂM VANG Loa hội nghị Triệt nhiễu thích nghi  Khi thu thập phép đo tín hiệu, tín hiệu quan tâm bị pha trộn với nhiễu không liên quan khác q trình đo lường  Triệt nhiễu thích nghi sử dụng cho nhiều ứng dụng Một ứng dụng y tế sử dụng điện não đồ (EEG), đo nhịp tim thai nhi thai nhi