Expectation propagation for state estimation with discrete-valued hidden random variables
Ayrık değerli gizli rastgele değişken içeren durum kestirimi için beklenti yayılımı
- Tez No: 793300
- Danışmanlar: PROF. DR. UMUT ORGUNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Bu tezde, en iyi sonsal çözümün genellikle hesaplanamaz olduğu ayrık değerli gizli rastgele değişken içeren dinamik sistemlerde durum kestirimi problemleri, Minka tarafından önerilen beklenti yayılımı (EP) yaklaşımıyla ele alınmıştır. EP uygulamalarında sistematik olarak karşılaşılan belirsiz ortak değişinti matrisi problemini önlemek için bağlam ayarlama kavramı ortaya atılmıştır. Ayrıca, önerilen düzleştime algoritmalarının geri yönde geçişlerinde kullanılmak üzere, sözde-Gauss olabilirlik fonksiyonu formunda çarpan içeren moment izdüşüm problemi çözülmüştür. İrdelenen kestirim problemlerinden ilki, durum dinamiğinin veya ölçüm ilişkisinin bir Markov zincirinin durumuna bağlı olarak çeşitli seçenekler arasında atladığı Markov atlamalı doğrusal sistemlerde(JMLS) durum kestirimi problemidir. Bu tip sistem modeli, hedef izleme, hata tespiti ile ayrıştırılması ve makine öğrenmesi gibi alanlarda yoğunlukla kullanılmaktadır. Bu çalışmada, JMLS'ler için EP'ye dayanan özgün süzme ve düzleştirme algoritmaları türetilip literatürdeki diğer metotlarla ilişkileri araştırılmıştır. Çeşitli senaryolarla yürütülen benzetim çalışmalarının sonuçları, önerilen metotların benzerleriyle aynı oranda ya da onlardan daha başarılı olduğunu ortaya koymuştur. Çalışmada ele alınan diğer problem ise ölçüm - kaynak belirsizliği altında durum kestirimidir. Veri eşleme ya da örtüşme problemi olarak da bilinen bu problemle, duyucu tümleştirme ve hedef takibi gibi yetersiz veri üreten duyucu içeren uygulamalarda sıklıkla karşılaşılmaktadır. Bu tez çalışmasında, çoklu hedep takibinde veri eşleme problemi için, sabit aralıklı bir düzleştirici türetilmiştir. Ayrıca önerilen düzleştirici, kayar pencere aracılığıyla süzgeç olarak da uyarlanmıştır. Önerilen yöntemler benzerleri ile kıyaslanmış ve faydaları ile eksiklikleri üzerinde durulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the expectation propagation (EP) approach of Minka is considered for the estimation problems in dynamical systems with discrete hidden random variables where optimal posteriors are usually intractable. The concept of context adjustment is introduced to avoid/alleviate indefinite covariance problems encountered in standard EP implementations in a systematic way. Additionally, the moment projection (M-projection) problem involving pseudo-Gaussian likelihoods as factors is solved to be used in the backward pass of the proposed smoothers. The first type of estimation problem of interest investigates the so-called jump Markov linear systems (JMLS), where the state dynamics and/or measurement relation jumps between different alternatives based on the state of a Markov chain. This type of system model is extensively used in applications such as target tracking, fault detection and isolation, and machine learning. In the thesis, filtering and smoothing algorithms are derived using EP with context adjustment for JMLSs, and their relation to the existing methods in the literature is discussed. The simulation results on several scenarios show that the proposed algorithms have similar or better performance compared with the alternative methods. The second type of problem considered in the thesis is the state estimation under measurement origin uncertainty. This problem, also known as data association or correspondence problem, frequently appears in applications such as sensor fusion and target tracking with imperfect sensors. A fixed-interval smoother based on EP with context adjustment is presented for the data association in multi-target tracking problem. Moreover, the suggested smoother is adapted to the filtering problem through a sliding-window mechanism. The proposed methods are compared to their alternatives with a discussion of their benefits and shortcomings.
Benzer Tezler
- Modeling and characterization of a propagation channel for terahertz wireless communications
Terahertz kablosuz haberleşme için yayılım kanalının modellenmesi ve karakterizasyonu
KÜRŞAT TEKBIYIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Gereksiz ve işlevsiz bir varlık hali olarak değerli nesne: Çağdaş mücevher alanında değerlilik algısı oluşturma sürecine malzeme ve biçimlendirme tekniklerinin etkisi
Nonessential and dysfunctional precious object as a mode of being: The impacts of materials and fabrication methods on the formation of the sense of preciousness in the field of contemporary jewellery
NEVZAT KÜRŞAT İNAN
Sanatta Yeterlik
Türkçe
2021
El SanatlarıÇukurova ÜniversitesiSanat ve Tasarım Ana Sanat Dalı
PROF. SUAT KARAASLAN
- Yapılandırmacı öğrenme yaklaşımının öğrenenlerin problem çözme becerilerine, bilişötesi farkındalık ve derse yönelik tutum düzeylerine etkisi ile öğrenme sürecine katkıları
The effects of constructivist learning approach on learners' problem solving skills, metacognitive awareness, and attitudes towards the course, and contributions to learning process
BÜNYAMİN YURDAKUL
Doktora
Türkçe
2004
Eğitim ve ÖğretimHacettepe ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN DEMİREL
- Türkiye'de kamu bütçesi tahminlerinin gerçekliği
Public budget forecasting accuracy in Türkiye
BERAT KARA
- Tatil köylerindeki genel kullanım ve rekreasyon alanlarının planlama ilkeleri
The Planning principles of general utility and recreation areas in holiday village
MUALLA KANCIOĞLU