Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction
Nghiên cứu VLSI tín hiệu hỗn hợp, đề xuất trích chọn đặc trưng thời gian-tần số mạnh mẽ cho xử lý tín hiệu. Tối ưu thiết kế chip.
Johns Hopkins University
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
130
Thời gian đọc
20 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I.Trích chọn đặc trưng thời gian tần số mạnh mẽ VLSI
Tài liệu này giải quyết thách thức quan trọng trong nhận dạng mẫu và hệ thống thông minh: trích chọn đặc trưng mạnh mẽ từ tín hiệu thực tế. Các tín hiệu này thường bị nhiễu phi ổn định. Vận hành theo thời gian thực yêu cầu thích ứng nhanh. Các ứng dụng di động đòi hỏi phần cứng thu nhỏ, tiêu thụ năng lượng thấp. Nghiên cứu đề xuất một phương pháp tiếp cận tích hợp. Phương pháp này kết hợp xử lý tín hiệu thích ứng, học máy và thiết kế VLSI công suất siêu nhỏ. Các thuật toán trích chọn đặc trưng thời gian-tần số được lấy cảm hứng từ mô hình xử lý thính giác sinh học. Các thuật toán này ánh xạ hiệu quả lên phần cứng VLSI song song lớn, cho phép hoạt động theo thời gian thực. Phương pháp luận này mang lại tiết kiệm đáng kể về diện tích silicon và điện năng so với các triển khai chỉ tương tự hoặc số. Thiết kế mạnh mẽ này rất quan trọng cho các hệ thống thông minh thế hệ tiếp theo.
1.1. Tầm quan trọng của trích chọn đặc trưng mạnh mẽ
Trích chọn đặc trưng mạnh mẽ là yếu tố then chốt cho các hệ thống nhận dạng mẫu và thông minh. Tín hiệu thực tế thường bị nhiễu phi ổn định. Yêu cầu vận hành theo thời gian thực đòi hỏi khả năng thích ứng nhanh. Thiết bị di động yêu cầu phần cứng thu nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp. Nhu cầu này thúc đẩy sự phát triển của các giải pháp trích chọn đặc trưng mạnh mẽ, tận dụng xử lý tín hiệu trên chip hiệu quả.
1.2. Giải pháp tích hợp cho hệ thống thông minh
Giải pháp tích hợp kết hợp xử lý tín hiệu thích ứng, học máy, và thiết kế Mixed-signal VLSI công suất siêu nhỏ. Phương pháp này giải quyết các thách thức về độ mạnh mẽ, thời gian thực và tiêu thụ năng lượng. Nó tạo ra các hệ thống thông minh hiệu quả. Giải pháp này sử dụng xử lý tín hiệu số (DSP) tích hợp và tiềm năng của học máy phần cứng để tối ưu hóa hiệu suất.
1.3. Mô hình sinh học cho trích chọn đặc trưng
Các thuật toán trích chọn đặc trưng thời gian-tần số được lấy cảm hứng từ mô hình xử lý thính giác sinh học. Các thuật toán này ánh xạ hiệu quả lên phần cứng VLSI song song lớn. Điều này cho phép hoạt động theo thời gian thực. Phương pháp này tận dụng lợi thế của phân tích thời gian-tần số trên Mixed-signal VLSI để đạt được kết quả vượt trội.
II.Thiết kế Mixed signal VLSI cho xử lý tín hiệu trên chip
Luận án khám phá những lợi thế độc đáo khi kết hợp các phương pháp tương tự và số trong thiết kế Mixed-signal VLSI. Các mô hình tính toán tương tự mang lại tính song song và hiệu quả vốn có cho các tác vụ xử lý tín hiệu cụ thể. Khả năng lập trình và thích ứng kỹ thuật số cung cấp tính linh hoạt và độ chính xác. Chiến lược lai này dẫn đến giảm đáng kể diện tích silicon và tiêu thụ điện năng so với các thiết kế chỉ tương tự hoặc số. Các thành phần chính bao gồm bộ khuếch đại độ dẫn truyền qua có thể lập trình số (OTA). OTA này thể hiện độ lợi độ dẫn truyền qua hơn ba thập kỷ và dải tuyến tính rộng. Các bộ lọc OTA-C liên tục, vi sai hoàn toàn cũng rất quan trọng. Các bộ lọc này cung cấp dải động cao, khả năng loại bỏ nhiễu nguồn điện tuyệt vời và các tham số bộ lọc có thể lập trình. Giải quyết sai lệch do sản xuất là rất quan trọng đối với các mạch tương tự. Hiệu chỉnh được thực hiện bằng cách sử dụng sơ đồ tối ưu hóa và mô hình hóa tuyến tính tổng quát, đảm bảo hiệu suất thiết kế mạnh mẽ.
2.1. Lợi ích của mạch tích hợp tương tự số
Mô hình tính toán tương tự kết hợp với khả năng lập trình và thích ứng kỹ thuật số. Điều này mang lại lợi ích đáng kể. Nó giúp tiết kiệm diện tích silicon và điện năng so với các phương pháp chỉ dùng tương tự hoặc số. Mạch tích hợp tương tự-số tạo ra giải pháp xử lý tín hiệu trên chip hiệu quả. Các bộ chuyển đổi ADC/DAC đóng vai trò cầu nối quan trọng trong hệ thống này.
2.2. Thiết kế linh kiện cốt lõi hiệu suất cao
Bộ khuếch đại độ dẫn truyền qua có thể lập trình số (OTA) cung cấp độ lợi độ dẫn truyền qua hơn ba thập kỷ. Thiết bị này có dải tuyến tính rộng. Các bộ lọc OTA-C liên tục, vi sai hoàn toàn, cung cấp dải động cao. Chúng cũng có khả năng loại bỏ nhiễu nguồn điện mạnh mẽ. Các tham số bộ lọc có thể lập trình, hỗ trợ thiết kế mạnh mẽ.
2.3. Bù đắp sai lệch trong sản xuất chip
Sai lệch do sản xuất trong triển khai tương tự được bù đắp. Việc bù đắp sử dụng một sơ đồ tối ưu hóa và mô hình hóa tuyến tính tổng quát. Điều này đảm bảo hiệu suất mạnh mẽ của Mixed-signal VLSI. Nó giúp duy trì độ chính xác và độ tin cậy của mạch trong điều kiện thực tế. Đây là một yếu tố quan trọng trong thiết kế mạnh mẽ.
III.Kiến trúc VLSI sinh học tái cấu hình hiệu quả năng lượng
Nghiên cứu đạt đến đỉnh cao với việc phát triển một bộ tiền xử lý trích chọn đặc trưng Mixed-signal VLSI sinh học tái cấu hình. Chip này được thiết kế đặc biệt cho các tác vụ phân loại sonar và âm thanh. Hệ thống tích hợp trên một chip 3mm x 3mm duy nhất, được sản xuất bằng công nghệ CMOS 0.5um. Bộ tiền xử lý có một bộ lọc 32 kênh. Bộ lọc này cung cấp cấu trúc liên kết lọc tái cấu hình và các tham số lọc có thể lập trình. Toàn bộ chip chỉ tiêu thụ 9mW điện năng, mặc dù tích hợp tổng cộng 96 bộ lọc biquad. Mức tiêu thụ điện năng thấp và mật độ tích hợp cao này làm nổi bật hiệu quả của phương pháp xử lý tín hiệu trên chip. Thiết kế này thể hiện một bước tiến đáng kể trong học máy phần cứng và xử lý tín hiệu số (DSP) tích hợp.
3.1. Giới thiệu chip trích chọn đặc trưng Mixed signal
Kết quả nghiên cứu là một bộ tiền xử lý trích chọn đặc trưng Mixed-signal VLSI tái cấu hình, lấy cảm hứng từ sinh học. Chip này được thiết kế cho phân loại sóng siêu âm và âm thanh. Hệ thống tích hợp trên một chip 3mm x 3mm duy nhất, sử dụng công nghệ 0.5um CMOS. Chip này thể hiện tiềm năng to lớn cho học máy phần cứng.
3.2. Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống trên chip
Chip có bộ lọc 32 kênh với cấu trúc liên kết tái cấu hình và các tham số bộ lọc có thể lập trình. Chip tiêu thụ 9mW điện năng cho tổng cộng 96 bộ lọc biquad tích hợp. Điều này minh chứng cho thiết kế mạnh mẽ và khả năng xử lý tín hiệu trên chip hiệu quả, đạt được sự tối ưu về năng lượng.
3.3. Hiệu quả năng lượng và tích hợp mật độ cao
Với 96 bộ lọc biquad và chỉ 9mW điện năng tiêu thụ, chip đạt hiệu quả năng lượng cao. Mật độ tích hợp lớn trên diện tích nhỏ. Điều này rất quan trọng cho các ứng dụng di động và nhúng. Đây là một ví dụ điển hình về xử lý tín hiệu trên chip tối ưu và thiết kế mạnh mẽ.
IV.Ứng dụng thực tế của trích chọn đặc trưng thời gian tần số
Kiến trúc bộ tiền xử lý được phát triển có nhiều ứng dụng đa dạng. Nó cải thiện đáng kể khả năng nhận dạng giọng nói và người nói mạnh mẽ. Các thử nghiệm đã chứng minh khả năng chống nhiễu vượt trội so với các thuật toán trích chọn đặc trưng MFCC truyền thống. Điều này xác nhận mô hình cảm nhận thính giác được sử dụng. Hơn nữa, kiến trúc này được áp dụng vào xử lý tín hiệu sonar để phát hiện mục tiêu dưới nước. Việc kết hợp các đặc trưng thời gian-tần số siêu âm với các thuật toán học máy cho phép phát hiện các mục tiêu chôn vùi dưới nước. Các mục tiêu này được xác định từ các tín hiệu tán xạ ngược sonar một ping. Trong các thí nghiệm quang học thích ứng, phân tích thời gian-tần số của tín hiệu trường đốm chứng tỏ hiệu quả. Nó đóng vai trò là một chỉ số chất lượng chùm tia laser hiệu quả cho điều khiển vòng lặp mục tiêu thích ứng. Các ứng dụng này làm nổi bật tính linh hoạt và sức mạnh của trích chọn đặc trưng thời gian-tần số.
4.1. Cải thiện nhận dạng giọng nói và người nói
Kiến trúc frontend ứng dụng để nhận dạng giọng nói và người nói mạnh mẽ. Các thử nghiệm chứng minh khả năng chống nhiễu vượt trội, vượt xa các thuật toán trích chọn đặc trưng MFCC. Điều này xác nhận mô hình cảm nhận thính giác hiệu quả. Nó tận dụng xử lý tín hiệu số (DSP) tích hợp và học máy phần cứng để cải thiện độ chính xác.
4.2. Phát hiện mục tiêu dưới nước bằng sóng siêu âm
Kết hợp các đặc trưng thời gian-tần số siêu âm với thuật toán học máy, cho phép phát hiện các mục tiêu chôn vùi dưới nước. Dữ liệu từ tín hiệu tán xạ ngược sonar một ping được sử dụng. Ứng dụng này minh chứng khả năng xử lý tín hiệu trên chip cho mục đích quân sự và dân sự. Đây là một đóng góp quan trọng cho sonar.
4.3. Phân tích trường đốm trong quang học thích ứng
Phân tích thời gian-tần số của tín hiệu trường đốm là một chỉ số chất lượng chùm tia laser hiệu quả. Nó được dùng cho điều khiển vòng lặp mục tiêu thích ứng. Ứng dụng này trong quang học thích ứng mở ra hướng nghiên cứu mới. Đây là một đóng góp quan trọng cho phân tích thời gian-tần số và xử lý tín hiệu trên chip.
V.Đổi mới trong mạch tích hợp tương tự số và thích ứng
Nghiên cứu này giới thiệu những đổi mới đáng kể trong thiết kế Mixed-signal VLSI. Bộ khuếch đại độ dẫn truyền qua có thể lập trình số (OTA) cung cấp khả năng điều khiển chưa từng có. Dải tuyến tính rộng và độ lợi độ dẫn truyền qua cao của nó là rất quan trọng. Các bộ lọc OTA-C liên tục, vi sai hoàn toàn mang lại dải động cao và khả năng loại bỏ nhiễu vượt trội. Các thành phần này tạo thành xương sống của một hệ thống mạnh mẽ và có khả năng thích ứng. Một khía cạnh chính là việc triển khai các kỹ thuật hiệu chỉnh. Mô hình hóa tuyến tính tổng quát và tối ưu hóa bù đắp cho sai lệch do sản xuất trong các thành phần tương tự. Điều này đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trên các biến thể sản xuất khác nhau. Các phương pháp luận được phát triển đặt nền tảng vững chắc cho những tiến bộ trong xử lý tín hiệu trên chip. Chúng đặc biệt cho phép phát triển các giải pháp học máy phần cứng nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng hơn. Sự kết hợp của các kỹ thuật này thúc đẩy ranh giới của xử lý tín hiệu số (DSP) tích hợp.
5.1. Nâng cao hiệu suất của mạch tương tự số
OTA có thể lập trình số mang lại khả năng điều khiển tuyệt vời. Các bộ lọc OTA-C liên tục, vi sai hoàn toàn cung cấp dải động cao. Chúng có khả năng loại bỏ nhiễu tốt hơn. Các cải tiến này là nền tảng cho thiết kế mạnh mẽ. Chúng nâng cao đáng kể hiệu suất của mạch tích hợp tương tự-số trong các hệ thống phức tạp.
5.2. Các kỹ thuật bù sai lệch và tối ưu hóa
Sai lệch do sản xuất trong triển khai tương tự được bù đắp. Kỹ thuật này sử dụng mô hình hóa tuyến tính tổng quát và sơ đồ tối ưu hóa. Điều này đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của hệ thống. Nó là một yếu tố quan trọng trong thiết kế mạnh mẽ, giúp duy trì hiệu suất ổn định của Mixed-signal VLSI.
5.3. Tiềm năng cho học máy phần cứng tích hợp
Các phương pháp luận này tạo tiền đề vững chắc. Chúng cho phép phát triển các giải pháp học máy phần cứng tích hợp. Những giải pháp này nhỏ gọn, hiệu quả năng lượng. Chúng thúc đẩy xử lý tín hiệu trên chip tiến xa hơn, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu Mixed-signal VLSI hiệu suất cao. Tiềm năng này mở rộng ứng dụng rộng rãi.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (130 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộMixed-Signal VLSI Robust Time-Frequency Feature Extraction Yunbin Deng A dissertation submitted to the Johns Hopkins University in conformity with the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. Baltimore, Maryland April, 2006 Copyright © 2006 by Yunbin Deng, All rights reserved. UMI Number: 3240696 Copyright 2006 by Deng, Yunbin All rights reserved. INFORMATION TO USERS The quality of this reproduction is dependent upon the quality of the copy submitted.
Broken or indistinct print, colored or poor quality illustrations and photographs, print bleed-through, substandard margins, and improper alignment can adversely affect reproduction. In the unlikely event that the author did not send a complete manuscript and there are missing pages, these will be noted. Also, if unauthorized copyright material had to be removed, a note will indicate the deletion. ® UMI UMI Microform 3240696 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company.
All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P. Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 Abstract Robust feature extraction is critical to pattern recognition and intelligent systems.
The problem of extracting reliable features from real-world signals is challenging because these signals are embedded in non-stationary noise; real-time operation requires fast adaptation; and mobile operation requires miniature hardware with low-power consumption. The need for robust real-time, and low-power feature extraction solutions calls for an integrative ap- proach that combines adaptive signal processing, machine learning, and micropower VLSI design. This dissertation presents time-frequency feature extraction algorithms, inspired by bi- ological models of auditory processing, for robust feature extraction. The algorithms map efficiently onto massive parallel VLSI hardware to provide real-time operation.
Analog models of computation are combined with digital programmability and adaptation, leading to significant savings in silicon area and power compared to purely analog or digital ap- proaches. A digitally programmable operational transconductance amplifier (OTA) offers more than three decades transconductance gain and wide linear range. Fully differential continuous-time OT A — C filters provide high dynamic range, high power supply noise re- jection, and programmable filter parameters. Fabrication-induced mismatch in the analog implementation is compensated through calibration using a generalized linear modeling and optimization scheme.
My research has resulted in a reconfigurable biomimetic mixed-signal VLSI feature extraction frontend for sonar and acoustic classification. The reconfigurable system is inte- grated on a single 3mm x 3mm chip in 0.5um CMOS technology. It features a 32-channel filter bank, with reconfigurable filter topology and programmable filter parameters. The chip consumes 9mW power for a total of 96 integrated biquad filters.
My work further led to application of the frontend architecture to robust speech and speaker recognition, sonar signal processing for under water target detection, and statisti- il cal analysis of speckle field for adaptive laser communication and adaptive optics. Exper- iments with robust speech and speaker recognition demonstrated the noise robustness of the extracted features under the auditory perception model, outperforming MFCC feature extraction algorithms. Combining ultrasonic time-frequency features with support ma- chine learning algorithms, we showed detection of buried underwater targets from sonar backscatter of single-ping sonar signals. In adaptive optics experiments, time-frequency analysis of speckle field signals indicated to be an effective laser beam quality metric for adaptive target-in-the-loop control.
Thesis advisor: Gert Cauwenberghs ill Acknowledgements I express my deepest gratitude to my thesis advisor, professor Gert Cauwenberghs, for introducing me into the art and science of analog circuit design, for being an outstanding mentor, for being always patient, extremely supportive, and tremendous inspirative through my Ph. My special thanks goes to professor Mikhail Vorontsov, Andreas Andreou, Sanjeev Khudanpur, and Paul Sotiriadis , whose advice and insights helped me to solve theoretical and practical problems during the course of this dissertation. Sanjeev Khudanpur and William Byrne at CLSP enriched my knowledge in the field of languge and speech processing by outstanding lectures. Mikhail Vorontsov, Ernst Polnau, and Gary Carhart at Army Research Lab and Intelligent Optics Laboratory at University of Maryland.
They provided me the resources that made this dissertation possible. I would like to thank Tim Edwards at Johns Hopkins Applied Physics Lab, Marc Co- hen at University of Maryland, Roman Genov at University of Toronto, and Shantanu Chakrabartty at Michigan State University, Milutin Stanacevic at New York State Uni- versity, for their insightful discussions with different facets of my research. I also would like to thank my colleagues and friends at Adaptive Microsystems Lab, Biomedical instrumentation lab, Computational Sensory-Motor Systems Lab, and Sensory Communication and Microsystems lab: Abdullah Celik, Adeel Abbas, Christian Sauer, Grant Mulliken, Karthikeya Murari, Philippe Pouliquen, and Ralf Philipp, for being sup- portive and providing assistance at different steps of my study. I thank my friends at CLSP, Yonggang Deng and Shankar Kumar for their assistance with speech recognition experi- ments.
Finally, my parents, my brothers and sisters provided a nurturing, loving environment and unconditional support through my rough time. I am grateful to my wife Fang, for her tremendous sacrifice throughout my study and encouragements when I needed the most. iv Contents List of Figures viii List of Tables xi I Introduction 1 Pattern Recognition and Feature Extraction 1.2 Time Frequency Feature Extraction Theory .1 Short-Time Fourier Transform .4 Auditory Feature Extraction .3 Relevance: Robust, Real-Time Feature Extraction. vn vu ng g gi kg và v.v na II Mixed-Signal VLSI Implementation Feature Extraction Circuit Design 2.
Q Q Q Q Q ng kg KV 2.2 Reconfigurable Filter Bank Architecture.3 Three Decades Programmable Fully Differential OTA Design.1 Current Division Circuit 2.2 Regulated Cascode Circuit 2. Common Mode Feedback Ctrcut.4 Full-wave RectiierDesign.5 OTA Noise Analysis. 0002 eee ee ee ees 2.4 Fully Differential Analog Filter Design.1 Biquad Filter Parameter Sensitivity Analysis .2 Biquad Filter Noise Analysis. &« 3 VLSI Implementation and Characterization 3.3 Full Wave Rectfe.4 Filter parameter calibratlon.2 The Generalized LinearModel.5 Programmable Gm-C Filter Calibration Experiments .1 Filter Parameter Modeling.
ee HI Applications 4 Robust Speech and Speaker Recognition 4.2 Auditory Perception Model.3 Kernel Predictive Cepstral Coding .1 Kernel Ridge Regression. ee ee ee 4. eee ee 44 Robust Digit Recognition.5 Robust Speaker RecOgnHHIOI.1 7 GMMand YAHO Database.2 Speaker Identification Experimen. c Q Q Q Q Q ng Q ng vn Q kg v v k va 5 Biomimetic Sonar Signal Processing 5.
c c Q Q Q ng vn nu nà k và v.2 Biosonar Target Detection System ©.22 Dolphin Cochlear Model.3 Biosonar Front-EndProcesor.3 Target Classifier: Support Vector Machines. ee 92 6 Real-Time Speckle Field Statistical Analysis 93 6.2 Speckle Field Statistics as Laser Beam Quality Criterion. SpeckSpect: A Mixed-Signal VLSI Speckle Spectrum Analyzer .4 Speckle Measurement Experiment.42 Sampled Static Speckle Field .3 Speckle Spectrum Statistics 2. ee 100 IV Conclusions 105 7 Conclusions 106 7.
Summary of Contributions. Three Decades Programmable OTA and Filter Design.2 Auditory Perception Model for Robust Speech and Speaker Recog- MitiOn 107 7.3 Real-Time VLSI Systems for Sonar and Speckle Field Signal Pro- COSSING Ce 108 7. eeva 108 Bibliography 110 Vil List of Figures 1.1 Human ear anatomy [16] 2.1 Silicon model of cochlear time-frequency signal processing (a) Parallel model; (b) Cascade model.2 Fully differential programmable OTA.3 Coarse current mirror.4 Fine current division ciITCUI.5 Regulated cascode ciIrCUI.6 Common mode feedback circut.7 Full wave rectifier circuit.8 OTA input referred noise vs, programming bits.9 First-order low-pass filter, .10 Digitally programmable OTA-C biquad filter creult.11 Feasible programming range, in theory, of biquad filter .12 The ideal OTA Gm as a function of programming bits. The four selectable scales depend on the coarse current scaling programming bits S0, 51; fine scaling with 8-bit resolution is provided by current division programming bits BO-— 7 Q v1 vu vn g kg k kg và ki vA 2.13 Biquad filter center frequency senSitVitV.14 Biquad filter quality factor sensitlVIy.15 Biquad filter gain sensitivity.16 Single ended noise analysis model for the fully differential OTA-C biquad filter, each OTA has a input referred noise of V,,, .17 Biquad filter input referred noise for constant Q filters.18 Biquad filter input referred noise for constant center frequency filters.1 Photomicrograph of filter bank fontend.2 Measured OTA dynamic range at different common mode input levels.3 Measured Œ„, as a function of digital programming bits B7_9 and 5}.4 Measured OTA input referred noise as a function of digital programming bits Br_o and Si.
ee ee ee ee te 3.5 Measured differential full wave rectifier response.6 Center frequency GLM data fit on 200 training (+) and test (o) data).7 Quality factor GLM data fit on 200 training (+) and test (o) datas.8 Gain GLM data fit on 200 training (+) and test (o) data.9 Low pass filter response at different CF’, with measured (dotted line), sim- ulated (solid line), and theoretical sensitivity error (vertical bars).10 Band pass filter response at different 7", with measured (dotted line), sim- ulated (solid line), and theoretical sensitivity error (vertical bars).11 Band pass filter response at different Q, with measured (dotted line), simu- lated (solid line), and theoretical sensitivity error (vertical bars).12 Programming error for center Íequency.13 Programming error for quality facto.1 Signal flow of logarithmic (4) and simplified linear (6) auditory perception model. c Q Q Q Q Q HQ ng ng à k k k k kg 63 4.2 Frequency response of the constant-Q bandpass filterbank .3 Speech waveform for digit’? weee 66 4.4 Time-frequency feature, left: generated by chip, right: generated by simu- lation, 1.5 Signal flow in KPCC feature extraction .1 Architecture for sonar object classification. Left: Model of dolphin biosonar echo-location [87, 85]. Right: Real-time hardware implementation, with reconfigurable front-end signal processor and massively parallel VLSI kernel- based classifier [93].2 Sonar backscatter signal, 134 samples, sample rate 150Khz.3 Sonar backscatter time-frequency distribution, left: generated by chip, right: generated by simulation.4 Correlation matrix of sonar training data from simulation.5 Correlation matrix of sonar training data from 64 lattice ispPAC chips.6 Correlation matrix of sonar training data from the designed filter bank chip.7 Correlation matrix of training, cross-validation and test sonar data from Ôi 1Š.8 Correlation matrix of training, cross-validation and test sonar data obtained from 64 lattice ispPAC chips.9 Correlation matrix of training, cross-validation and test sonar data otained from the designed filter bank chip.1 Measured filter bank channel response.2 Speckle field analysis experimental setup.3 Speckle field analysis system diagram.4 Statics Speckle from Camera 1 (a): Focused; (b): Non-focused.5 Statics Speckle from Camera 2 (a): Focused; (b): Non-focused.6 The signal of four channels depending on the position of the focus plane relative to the rough surface.
The center frequencies of the band pass filters in the four channel are programmed as follows: Channel 0 — 5kHz, Channel 1 — 10kHz, Channel 3 — 20kHz, Channel 5- 30kHz.7 Channel ratio as image quality metric (a): ratio of Channel 5 and Channel 1; (b): zoomed in version of ratio of Channel 5 and Channel 1. List of Tables 2.1 Parameters for noise calculation .2 Coarse current division circuit noise contribution.1 Measured OTA Characteristics ©.2 Measured Filter Characteristics, ©. ee ee ee 53 3.3 Filter Bank Chip Characteristics .1 Speech Recognition Rates for MFCC, KPCC, and Auditory Features.2 Speaker Identification Rates for MFCC and Auditory Features .1 SVM sonar target detection error rate, 305 training data.2 SVM sonar target detection error rate, 472 training data. 92 71 Comparative study of feature extraction sysfems.
109 xi Part I Introduction Chapter 1 Pattern Recognition and Feature Extraction 1.1 Introduction There are tremendous research interests in pattern recognition systems due to their wide applications: sequence analysis in bio-informatics, pattern search in data mining, internet information retrieval, biometric identification, image understanding for the blind, speech recognition and many others. The best pattern recognizers in many cases are humans, yet our knowledge of how humans recognize patterns is limited. In spite of almost 50 years of research and develop- ment in this field, the general problem of recognizing complex patterns in real life remains unsolved.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu VLSI tín hiệu hỗn hợp, đề xuất trích chọn đặc trưng thời gian-tần số mạnh mẽ cho xử lý tín hiệu. Tối ưu thiết kế chip.
Luận án "Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Johns Hopkins University. Năm bảo vệ: 2006.
Luận án "Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction" thuộc chuyên ngành Electrical Engineering. Danh mục: Khoa Học Giáo Dục.
Luận án "Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction" có bao nhiêu trang?
Luận án "Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction" có 130 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ: Mixed-signal VLSI robust time-frequency feature extraction" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.