В ЛЭТИ создали алгоритм, который поможет определять сейсмическую активность
Адаптивная фильтрация (АЦФ) применяется для целого ряда операций и систем: для обработки изображений, в акустических системах, эквалайзерах, а также в системах, использующих адаптивные антенные решëтки.
Для повышения скорости обработки сигналов вместе с АЦФ часто используется система остаточных классов (СОК) — система счисления, основанная на модулярной арифметике. Однако у СОК есть свои недостатки: высокая вычислительная сложность при выполнении немодульных операций делает невозможным сравнение величин в этой системе.
Решить эту проблему смогли решить учёные из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» в сотрудничестве с коллегами из Северо-Кавказского федерального университета и Университета Гаухати (Индия). Плодом совместного труда исследователей стал новый алгоритм корректировки коэффициентов адаптивных цифровых фильтров в системе остаточных классов.
«Для корректировки каждого коэффициента необходимо выполнить одну операцию вычитания, одну операцию умножения и одну операцию сложения по модулю СОК, то есть время пересчета пропорционально порядку фильтра. Предлагается принципиально новый алгоритм, превосходящий существующие алгоритмы LMS и RLS и их модификации по ряду параметров: качеству адаптации (шумоподавления), простоте реализации, времени выполнения и так далее. Основным отличием разработанного алгоритма является последовательная адаптация каждого коэффициента с нулевой погрешностью. В известных алгоритмах весь вектор коэффициентов итерационно адаптируется с некоторой заданной точностью. Число итераций (шагов) определяется длиной входного сигнала для всех алгоритмов», — рассказывает доцент кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Каплун.
Также учёные разработали методику применения своего алгоритма в зависимости от длины фильтра и длины сигнала и продемонстрировали, как эта методика может помочь проектировщикам корректировать коэффициенты фильтра без большого количества проб и ошибок. Система была испытана на примере синтетических и реальных данных о сейсмических сигналах и превосходно показала себя.
Фото: СПбГУ «ЛЭТИ»