Geri Dön

Çok amaçlı optimizasyon algoritmalarının sıkıştırılmış algılamada kullanılması

Multiobjective optimization algorithms in compressed sensing

  1. Tez No: 791662
  2. Yazar: MURAT EMRE ERKOÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NURHAN KARABOĞA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Sıkıştırılmış Algılama, Seyrek Geri Oluşum, Çok Amaçlı Optimizasyon, Sayısal Tasarım, FPGA, Compressed Sensing, Sparse Reconstruction, Multi-Objective Optimization, Digital Design, FPGA
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Telekomünikasyon - Sinyal İşleme Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 125

Özet

Sıkıştırılmış algılama, bir sinyali belirli koşullar altında kendi uzunluğundan daha az sayıda örnek kullanarak geri oluşturabilen bir sinyal işleme yöntemidir. Bu yöntemde, sinyalin az sayıda örnekleri kullanılarak elde edilmiş olan ölçümlerinden orijinal sinyali geri oluşturmak için Seyrek Sinyal Geri Oluşturma (SSR) algoritmaları kullanılmaktadır. Literatürde çeşitli SSR yöntemleri önerilmiştir. Son yıllarda, SSR alanında Çok Amaçlı Optimizasyon Algoritmaları (MOOA) da kullanılmaktadır. SSR problemi seyreklik ve ölçüm hatası olarak iki amaç fonksiyonu şeklinde ifade edilebilmektedir. Bu iki amaçlı optimizasyon probleminin optimizasyonunda MOOA'ların kullanımı, düzenleme parametresinin algoritma performansı üzerindeki hassas etkisini ortadan kaldırmaktadır. Bu tez çalışmasında, öncelikle literatürde yer alan çok amaçlı seyrek geri oluşum metotları incelenmiş ve ardından MOABC algoritmasına dayalı bir SSR yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntem, seyrekliği ve ölçüm hatasını aynı anda optimize etmektedir. Ayrıca NSGA-II, MOEA/D ve MOPSO gibi diğer MOOA'lar da SSR problemine uygulanmıştır. Algoritmaların literatürdeki SSR algoritmalarıyla karşılaştırılmasında EKG, görüntü ve SOTF gibi çeşitli test sinyalleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, önerilen yöntemin karşılaştırılan algoritmalara göre bazı üstünlükleri bulunmaktadır. Ayrıca bu tez çalışmasında, klasik SSR metotlarından olan OMP algoritmasının FPGA üzerinde donanım uygulaması yapılmıştır. Tasarlanan OMP algoritmasının en küçük kareler yaklaşımı aşamasında QR ayrışım metodu kullanılmıştır. Tasarlanan OMP algoritması, uzunluğu 128, seyreklik seviyesi 5 olan sinyali 32 adet ölçüm ile geri oluşturabilmektedir.

Özet (Çeviri)

Compressed sensing (CS) is a signal processing method that can reconstruct a signal using fewer samples than its length. Sparse Signal Reconstruction (SSR) algorithms are used to reconstruct the original signal from the measurements obtained from a small number of samples of the signal. Various SSR methods have been proposed in the literature. Recently, Multi-Objective Optimization Algorithms (MOOA) have been used in SSR. The fact that the sparse reconstruction problem can be expressed as two objective functions, sparsity and measurement error, makes it possible to use MOOA in this field. In addition, the use of MOOA eliminates the sensitive effect of the regulation parameter on the SSR algorithm's performance. In this thesis, first of all, multi-objective sparse reconstruction methods in the literature were examined and analyzed. Then, an SSR method based on the MOABC algorithm has been proposed. The proposed method optimizes the sparsity and measurement errors simultaneously. In addition, other MOOAs such as NSGA-II, MOEA/D and MOPSO have also been used in the optimization of the SSR problem. Various test signals such as ECG, image and SOTF were used to compare the algorithms. According to the obtained results, the proposed method has some advantages over the compared algorithms. Furthermore, an FPGA-based hardware implementation of the OMP algorithm was carried out, in which the QR decomposition method was utilized for the least square's solution of OMP. The OMP algorithm designed in this study is capable of recovering a signal with a length of 128 and a sparsity level of 5 using only 32 measurements.

Benzer Tezler

  1. Sparse linear microwave imaging with alternating direction method of multipliers

    Alternatif yön çarpanlar yöntemi ile seyrek lineer mikrodalga görüntüleme

    CİHAN BEREKETOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ÇAYÖREN

  2. Seyreklik ve sözlük öğrenme yaklaşımlarının sınıflandırma ve yüz tanımaya uygulanması

    Classification and face recognition application of sparsity and dictionary learning based methods

    BERNA AZİZOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENDER METE EKŞİOĞLU

  3. Medical image compression based on vector quantization and discrete wavelet transform

    Vektör kuantizasyonu ve ayrık dalgacık dönüşümüne dayalı tıbbi görüntü sıkıştırma

    AZHAR ABDULHASAN MUHAMMED ALI AJAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Üniversitesi

    Bilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ZENGİN

  4. Çok amaçlı optimizasyon algoritmalarının tasarımı için kümeleme esaslı yeni bir arşiv indirgeme yönteminin geliştirilmesi ve uygulanması

    Development and application of a new clustering-based archive reduction method for the design of multi-objective optimization algorithms

    MUSTAFA AKBEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Yazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAMDİ TOLGA KAHRAMAN

  5. Çok amaçlı optimizasyon algoritması: Mogoldsa

    Başlık çevirisi yok

    EYÜP ERÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat Üniversitesi

    Yazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERKAN TANYILDIZI