0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Новая идея (возможно) в цифровой обработке сигнала23.04.2015, 06:51. Показов 1784. Ответов 17
Метки нет (Все метки)
Доброе время суток, меня зовут Стас.
Ниже описан, несколько необычный алгоритм обработки сигналов, может я изобрел очередной велосипед , но я не нашел ничего подобного, поэтому экспериментировал. В радиолокации нам необходимо во входном сигнале найти пик который не является местником (отражением от местного статичного предмета, например гора) и выше шумов. Суть в том, что если нам нужен пик, то и сигнал стоит рассматривать как массив пиков (всплесков). Выкладываю данный алгоритм, может кому пригодится или появятся идеи по его дальнейшему развитию. Данный подход анализа сигнала разумно применять совместно с математическими методами обработки. Использовать можно не только в радиолокации, но в обработке изображений, например. Входные данные приходят с АЦП, это непрерывный поток массивов, длинна каждого массива от 0 скажем до 1024. Я пишу в среде CodeGear™ Delphi® 2007.
Моя задача заключалась в том, чтобы найти во всем этом бардаке нужный мне всплеск или пик, по определенным критериям. По этому, родилась такая идея, что если весь сигнал разбить на отдельные составляющие «пики», и потом уже их анализировать. «Пики» на картинке ниже пронумерованы (чтобы было более понятно, что я хотел получить). Структура, в которой будут хранится данные «пики», выглядит так :
Далее с этими данными можно делать много чего, тут у кого, на что фантазии хватит. Приведу несколько примеров. Самое простое, что можно сделать, используя имеющиеся данные, это убрать постоянную составляющую или чужой сигнал. У нас есть шумовая дорожка но в нее подмешался чужой сигнал, что отчетливо видно на графике. В верхней части картинки изображена исходная шумовая дорожка в нижней части изображена шумовая дорожка после обработки. В алгоритме c каждым пиком делается то, что изображено на рисунке. Правиться исходный массив.
Данный алгоритм неплохо себя показал. Его разумно применять после вычитания карты местников, разбив сигнал, полученный после вычитания, на пики. Для начала нам нужен максимум, выше которого порог подыматься не будет, пусть это будет = «TM». Найти его можно разделив сумму максимальных значений пиков на количество пиков и умножить результат на 1,8-2. Далее нам нужно еще одно значение = «dm». Для того чтобы порог лежал не на кончиках пиков шумов, а выше (был более сглаженным) нам необходимо к значению порога добавлять некоторую дельту. Чтобы хорошо компенсировать секторные помехи дельта должна рассчитываться динамически. Я предлагаю для расчета брать кусок дальней дистанции (конец массива, 200-300 отсчетов). Так как там у нас уже недолжно быть ничего кроме шумов или полезного сигнала(с небольшой энергетикой). Далее мы сумму максимумов пиков этого отрезка делим на их количество и умножаем на 1,5-1,8. Находимо среднее из трех соседних пиков = «с». Для этого складываем максимальные значения пиков: i(ого), i(ого)-1, i(ого)+1 и делим сумму на 3. t1, t2 значения порога для данного После этого заполняем массив порога от начала i(ого) до конца i(ого)+1 пика.
Так мы сохраняем края пика, при простом вычитании мы теряем несколько отсчетов.
Ищем в нужный пик так : если позиция максимального значения текущего пика находится между началом и окончанием пика в SigParts1, значит нужный пик в массиве (1) найден.
Если у кого есть мысли по применению данного идеи, пишите.
0
|
23.04.2015, 06:51 | |
Ответы с готовыми решениями:
17
Проект по Цифровой обработке изображений C# Закомментировать код по цифровой обработке изображений Новая идея - google disk вместо сервера У Алевтины возникла новая идея для занимательной статистики |
23.04.2015, 16:40 | 2 |
Вы знаете, все это конечно хорошо и замечательно, но из того, что вы привели абсолютно неясен физический смысл вашего алгоритма (ну то есть я кое-что да понял, хотя может и ошибся). Более того, не показано его если хотите "влияние" на собственно решение задачи радиолокации.
Ну и чисто имхо, для фильтрации пассивной помехи это оверкилл.
0
|
23.04.2015, 19:17 | 3 |
Поиск экстремумов (пиков) скользящим окном не ново и уже давно используется, в том же DTMF декодере на базе анализа спектра помимо Герцеля, также используется при реализации фильтрации скользящей медианы и т.п. А для отделения помехи от сигнала используется корреляция и накопление, при желании есть куча других видов фильтрации.
Кликните здесь для просмотра всего текста
По СУЛТ и ранговым обнаружителям цели на фоне помех можно посмотреть тут https://www.cyberforum.ru/post2547213.html (cyberforum.ru/post2547213.html)
0
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 06:26 [ТС] | 4 |
Для raxp
Просто у самого периодически встает дилемма: или искать алгоритм или самому придумать. Насчет фильтрации, сразу нужно сказать, что сигнал на разном железе будет разный и еще есть сложение, так как сигнал у нас сложный. Вообщем качество входного у нас не очень, например у местников от оборота к обороту амплитуда скачет процентов на 15 а то и больше и форма тоже нестабильна. Это я говорю что Вы понимали что я имею на входе. Теперь про накопление и корреляцию. Да говорил нам один очень умный дядька что это круто , особенно корреляция чуть ли не супер обнаружитель. Накопление нам сначала очень понравилось потом мы добавили корреляционный обнаружитель. Ну во первых чуда не произошло там где мы цели теряли корреляция их чудесным образом не обнаружила, а ресурсоемкость у этого метода выше. Ну и месники естественно тоже надо было убирать, а после суммирования помехи местами складывались и коррелировались с эталоном, уровень был невысоким но был и опять же порог корреляции для обнаружения оптимальней делать плавающим. А в условиях не синхронных помех (от другой станции например) корреляция не очень хорошо себя ведет, а после накопления и подавно. Вообщем проанализировали мы немало реальной первички и поняли, что корреляция работает, но не лучше чем стандартный метод а ресурсов жерет больше. Накопления нам тоже мало что дает как оказалось, мы не нашли не одного места где бы у нас цель была на уровне шумов, если она есть то энергетика у нее достаточная для ее выделения, а вот неприятные моменты после накопления связанные с помехами и целями в местниках, были. Овчинка выделки не стоит. Ну это в нашем случае. А реализованный мной алгоритм расчета порога отсечения шумов неплохо работает и в помехах тоже. Я позже выложу пару картинок. Я хотел знать такой подход, как разбиение сигнала на "пики" где то применяется. Да вообще информация для размышления. По опыту знаю иногда глядя на один подход можно придумать что то очень неплохое используя тот же принцип комбинируя его с другими. Я так придумал неплохой алгоритм по .... ну наверное можно назвать это распределением, а идея была взята из генетических алгоритмов. Ну это так ностальгия. Добавлено через 14 минут Для HighPredator Картинки выложу позже. Просто знакомые для удаления постоянной составляющей применяют мат. метод, результат так себе и ресурсов жерет больше. А вообще смотрите шире я же не буду здесь выкладывать весь код первичной и вторичной обработке. И уж тем более третички. Развивайте фантазию. Может куда то и примените и не обязательно в радиолокации.
0
|
24.04.2015, 06:48 | 5 |
...для определения постоянной составляющей используется накопление сумм положительных и отрицательных частей квадратур, после уже их деление на количество превышений относительно нуля в ту и другую сторону и последующее вычитание. Что до поиска среди максимумов пиков для нормализации тоже не ново. Корреляция хорошо работает в сочетании с ЧПК в условиях несинхронки, это должно быть вам известно.
Но, а вообще ваши потуги похвальны, но чреваты. В той области, где вы работаете вы должны были подписывать NDA о неразглашении.
1
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 08:45 [ТС] | 6 |
Добавлено через 1 минуту И Вы же не знаете где это применяют, на каком конкретно изделии. Добавлено через 9 минут Добавлено через 1 час 42 минуты raxp,
0
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 11:21 [ТС] | 7 |
Ну картинки как и обещал.
Предыстория. Я с начала хотел сделать обработку только с помощью пиков, то есть пытася всякими разными аналитическими методами выделить цель, даже пытался методом сравнения двух массивов пиков, старого и нового, избавится от местников с вычитанием и без. Но с тем сигналом что есть ничего хорошего из этого не получилось. Делал я это в свободное время, просто было интересно. Потом встала необходимость реализовать динамический порог отсечения, и был предложен математический метод, весьма неплохой. Но я взял Excel вбил туда последовательность какая в голову взбрела, с не самым простой вариант первички, я придумал. Отобразил ее в графике а вторая линия была рассчитана по этому мат. методу, результат мне не очень понравился. Далее я добавил туда линии рассчитанные по вершинам (моим методом) причем вариантов было несколько 9,7 и т.д и 3. И вариант с 3-мя был ближе к тому, что я бы начертил рукой. ЭКСПЕРИМЕНТИРУЙТЕ. Это была некислая активная помеха. И цели в этих условиях хреново но видно. И ДА кое что пролазит. Это просто хреновая помеховая обстановка. Цель не покажу. Нельзя.
0
|
24.04.2015, 11:59 | 8 |
Вы знаете, я честно в упор не понимаю физику того, что вы пытаетесь сделать. Есть 100500 разных методов селекции движущихся целей, описанных в тьме источников. Может быть уважаемый raxp в силу своей гораздо большей образованности в данных вопросах меня поправит, но мне кажется было бы более верно сначала физику вашей идеи проработать, а затем реализовывать. И еще немаловажный момент, меня еще больше запутал тот факт что сначала вы вели речь о пассивной помехе, а теперь скакнули на активную. Это как бы разные по сложности проблемы.
0
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 12:42 [ТС] | 9 |
HighPredator, Мне все понятно.
А Вам могу объяснить. Что понимается под "физикой идеи". Что непонятно? Добавлено через 1 минуту И кстати об СДЦ здесь речи не шло.
0
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 13:06 [ТС] | 10 |
Вот сюда я дорисовал цель, синим цветом. Красным отображен порог отсечения. Все что ниже его это хлам, все что выше полезный сигнал. Причем можно считать, что сигнал (зеленый) уже без местников. А какая там помеха, активная или пассивная или еще какая не наши сексуальные проблемы.
0
|
24.04.2015, 13:31 | 11 |
Постараюсь попроще раскрыть мысль. Вот у вас есть сигнал с мусором. Вам нужно отфильтровать то, что не нужно. Будем пока так говорить. Какое преобразование над имеющейся волновой функцией (или над спектром сигнала) вы делаете, что с вашей точки зрения должно решить следующие задачи:
1) выделить полезную информацию в сигнале 2) сделать п.1 в таком виде, чтобы получить точное решение задачи радиолокации для источников полезной информации из п.1 Как-то так. Я собственно это все к чему. Это изначально физическая задача (а не какая нибудь абстрактная фигня из теории графов например). Следовательно, она имеет и должна иметь аналитическое решение. Алгоритм и программный код это всего лишь частная реализация такого решения. Сорри если слегка сумбурно. Достаточно долго не витаю в этой области. Добавлено через 2 минуты Это неявно подразумевается если вы решаете задачу выделения движущихся целей на фоне других источников. А вы именно это и делаете иначе смысла нет ничего фильтровать имхо.
0
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 13:53 [ТС] | 12 |
Вообще схема работы я бы сказал классическая.
Получили луч. 1) убираем местники, какое нибудь СДЦ. 2) рассчитываем порог отсечения, все что выше оставляем. Параллельно можем применить еще методы по удалению чего нибудь ненужного. 3) все что осталось пытаемся связать с предварительными отметками или начинаем формировать новую предварительную отмету. 4) предварительные отметки пытаемся привязать к существующим целям если если нет то это предварительные цели, через 3 оборота станет ясно. Ну так чтоб общий смысл было понятно.
0
|
24.04.2015, 14:02 | 13 |
Общий смысл ясен. Неясно что именно нового вы пытаетесь привнести в решение этой задачи и на чем оно основано. Потому что я пока это не особо понял.
0
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 14:21 [ТС] | 14 |
Нового конкретно для радиолокации возможно и ничего. Если говорить о моем варианте порога то точно ничего нового.
Просто такой подход когда разбивают сигнал на части так как это делал я. Я не нашел, может плохо искал. Обычно сигнал (луч) складывают с предыдущим, вычитают применяют различные мат. методы. Но я не нашел чтоб его разбивали на "пики" и с этими данными можно поколдовать. Есть у меня идеи будет время поковыряю. Я думаю с этих данных можно получить полезную инфу.
0
|
24.04.2015, 14:47 | 15 |
А теперь я вас понял. То, что вы называете разбиением сигнала на части в принципе уже существует. Обычно на уровне самой антенны, на пример на базе фазированной антенной решетки. То есть общая полоса принимаемых частот распределена по каналам, а итоговый входной сигнал формируется на выходе входного каскада тем или иным способом. Почитайте про ФАР вообще, полезно будет.
Если неточно выразился, заранее сорри.
0
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 15:20 [ТС] | 16 |
HighPredator, Ну у нас не ФАР. К сожалению.
И вообще давай на ТЫ. Добавлено через 18 минут А про ФАР почитаю, спасибо.
0
|
24.04.2015, 19:38 | 17 |
Лучше не про ФАР почитайте, а про СУЛТы.
1
|
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.04.2015
Сообщений: 10
|
|
24.04.2015, 19:47 [ТС] | 18 |
raxp,
Ну видимо я его разгрифил нечаянно. Может кому пригодится. В 97 я еще учился. СУЛТ - Стабилизация уровня ложных тревог, что то знакомое может быть уже, надо почитать. СПАСИБО.
0
|
24.04.2015, 19:47 | |
24.04.2015, 19:47 | |
Помогаю со студенческими работами здесь
18
Программа для сигнала WAV по цифровой стеганографии Посткажите пожалустно приобразование аналогового сигнала в цифровой Расчет формы модулирующего сигнала в цифровой системе связи Новая идея для новичков и не только: кому то узнать,а кому то вспомнить Как подавить боковые лепестки при обработке ФКМ сигнала с кодом Баркера? Новая материнка выдает 4 сигнала (ошибка системного таймера) Искать еще темы с ответами Или воспользуйтесь поиском по форуму: |