Publications
Filters
total: 183
Catalog Publications
-
Active Suppression of Nonstationary Narrowband Acoustic Disturbances
PublicationIn this chapter, a new approach to active narrowband noise control is presented. Narrowband acoustic noise may be generated, among others, by rotating parts of electro-mechanical devices, such as motors, turbines, compressors, or fans. Active noise control involves the generation of “antinoise”, i.e., the generation of a sound that has the same amplitude, but the opposite phase, as the unwanted noise, which causes them to interfere...
-
New results on estimation bandwidth adaptation
PublicationThe problem of identification of a nonstationary autoregressive signal using non-causal estimation schemes is considered. Noncausal estimators can be used in applications that are not time-critical, i.e., do not require real-time processing. A new adaptive estimation bandwidth selection rule based on evaluation of pseudoprediction errors is proposed, allowing one to adjust tracking characteristics of noncausal estimators to unknown...
-
Localization of impulsive disturbances in archive audio signals using predictive matched filtering
PublicationThe problem of elimination of impulsive disturbances from archive audio signals is considered and its new solution, called predictive matched filtering, is proposed. The new approach is based on the observation that a large percentage of noise pulses corrupting archive audio recordings have highly repetitive shapes that match several typical “patterns”, called click templates. To localize noise pulses, click templates can be correlated...
-
From the multiple frequency tracker to the multiple frequency smoother
PublicationThe problem of extraction/elimination of nonstationary sinusoidalsignals from noisy measurements is considered. This problem is usually solved using adaptive notch filtering (ANF)algorithms. It is shown that the accuracy of frequency estimates can be significantly increased if the results obtained from ANF are backward-time filtered by an appropriately designed lowpass filter. The resulting adaptive notch smoothing (ANS)algorithm...
-
Multiple-channel frequency-adaptive active vibration control using SONIC
PublicationSONIC (self-optimizing narrowband interference canceller) is an acronym of a new approach to rejection of sinusoidal disturbances acting at the output of a discretetime stable linear plant with unknown and possibly timevarying dynamics. The paper presents two frequency-adaptive extensions of the multivariate SONIC algorithm. The efficacy of the proposed solutions is tested using our laboratory-scale active vibration control plant.
-
Active feedback noise control in the presence of impulsive disturbances
PublicationThe problem of active feedback control of a narrowband acoustic noise in the presence of impulsive disturbances is considered. It is shown that, when integrated with appropriately designed outlier detector, the proposed earlier feedback control algorithm called SONIC is capable of isolating and rejecting noise pulses. According to our tests this guarantees stable and reliable operation of the closed-loop noise cancelling...
-
RENOVATION OF ARCHIVE AUDIO RECORDINGS USING SPARSE AUTOREGRESSIVE MODELING AND BIDIRECTIONAL PROCESSING
PublicationThe paper presents a new approach to elimination of broadband noise and impulsive disturbances from archive audio recordings. The proposed adaptive Kalman-like algorithm, based on a sparse autoregressive model of the audio signal, simultaneously detects noise pulses, interpolates the irrevocably distorted samples and performs signal smoothing. It is shown that bidirectional (forward-backward) processing of the archive signal improves...
-
Multichannel self-optimizing active noise control scheme
PublicationThe problem of cancellation of a nonstationary sinusoidal interference, acting at the output of an unknown multivariable linear stable plant, is considered. The proposed cancellation scheme is a nontrivial extension of the SONIC (self-optimizing narrowband interference canceller) algorithm, developed earlier for single-input, single-output plants. In the important benchmark case - for disturbances with randomwalk-type amplitude...
-
Optimally regularized local basis function approach to identification of time-varying systems
PublicationAccurate identification of stochastic systems with fast-varying parameters is a challenging task which cannot be accomplished using model-free estimation methods, such as weighted least squares, which assume only that system coefficients can be regarded as locally constant. The current state of the art solutions are based on the assumption that system parameters can be locally approximated by a linear combination of appropriately...
-
Karhunen-Loeve-based approach to tracking of rapidly fading wireless communication channels
PublicationWhen parameters of wireless communication channels vary at a fast rate, simple estimation algorithms, such as weighted least squares (WLS) or least mean squares (LMS) algorithms, cannot estimate them with the accuracy needed to secure the reliable operation of the underlying communication systems. In cases like this, the local basis function (LBF) estimation technique can be used instead, significantly increasing the achievable...
-
On the preestimation technique and its application to identification of nonstationary systems
PublicationThe problem of noncausal identification of a nonstationary stochastic FIR (finite impulse response) sys- tem is reformulated, and solved, as a problem of smoothing of preestimated parameter trajectories. Three approaches to preestimation are critically analyzed and compared. It is shown that optimization of the smoothing operation can be performed adaptively using the parallel estimation technique. The new approach is computationally...
-
A New Method of Noncausal Identification of Time-varying Systems
PublicationThe paper shows that the problem of noncausal identification of a time-varying FIR (finite impulse response) sys- tem can be reformulated, and solved, as a problem of smoothing of the preestimated parameter trajectories. Characteristics of the smoothing filter should be chosen so as to provide the best trade- off between the bias and variance of the resulting estimates. It is shown that optimization of the smoothing operation can...
-
Adaptation of radar software to work with ambiguous distance measurement
PublicationA software extension for radar stations designed to work in the low-PRF mode that allows them to correctly measure range to targets outside of their instrumented range, is proposed. The solution does not require substantial modifications of the radar software. Additionally, we describe tools that allow one to simulate the output of a low-PRF radar observing targets that are outside its instrumented range. The proposed approach...
-
On Radar DoA Estimation and Tilted Rotating Electronically Scanned Arrays
PublicationWe consider DoA estimation in a monopulse radar system employing a tilted rotating array. We investigate the case of nonzero steering angles, in which case the mapping between the target’s azimuth and elevation in the global coordinate system and their counterparts in the array local coordinate system becomes increasingly nonlinear and coupled. Since estimating the azimuth using coherently integrated signals might be difficult because...
-
Regularized Identification of Time-Varying FIR Systems Based on Generalized Cross-Validation
PublicationA new regularization method is proposed and applied to identification of time-varying finite impulse response systems. We show, that by a careful design of the regularization constraint, one can improve estimation results, especially in the presence of strong measurement noise. We also show that the the most appropriate regularization gain can be found by direct optimization of the generalized cross-validation criterion.
-
Regularized identification of fast time-varying systems - comparison of two regularization strategies
PublicationThe problem of identification of a time-varying FIR system is considered and solved using the local basis function approach. It is shown that the estimation (tracking) results can be improved by means of regularization. Two variants of regularization are proposed and compared: the classical L2 (ridge) regularization and a new, reweighted L2 one. It is shown that the new approach can outperform the classical one and is computationally...
-
Identification of nonstationary processes using noncausal bidirectional lattice filtering
PublicationThe problem of off-line identification of a nonstationary autoregressive process with a time-varying order and a time-varying degree of nonstationarity is considered and solved using the parallel estimation approach. The proposed parallel estimation scheme is made up of several bidirectional (noncausal) exponentially weighted lattice algorithms with different estimation memory and order settings. It is shown that optimization of...
-
An improved frequency estimator for an adaptive active noise control scheme
PublicationAn improved frequency tracker is proposed for the recently introduced self optimizing narrowband interference canceller (SONIC). The scheme is designed for disturbances with quasi-linear frequency modulation and, under second-order Gaussian random-walk assumption, can be shown to be statistically efficient. One real-world experiment and several simulations show that a considerable improvement in disturbance rejection may be achieved...
-
Medley filters - simple tools for efficient signal smoothing
PublicationMedley filters are defined as convex combinations of elementary smoothing filters (averaging, median) with different smoothing bandwidths. It is shown that when adaptive weights of such a mixture are evaluated using the recently proposed Bayesian rules, one obtains a tool which often outperforms the state-of-the-art wavelet-based smoothing algorithms. Additionally, unlike wavelet-based procedures, medley filters can easily cope...
-
Inteligentne tłoki wielofunkcyjne do diagnozowania rurociągów przesyłowych
PublicationOpisano wybrane techniki pomiarowe badania stanu technicznego rurociągów z wykorzystaniem tłoków inteligentnych. Przedstawiono uzyskiwane wyniki badań inspekcyjnych rurociągów prowadzone przez Centrum Diagnostyki Rurociągów i AparaturySp. z o.o. w Warszawie
-
Multifrequency self-optimizing narrowband interference canceller
PublicationThe problem of cancellation of a nonstationary sinusoidal interference, acting at the output of a linear stable plant, is considered. It is assumed that disturbance is a multifrequency narrowband signal, and that system output is contaminated with wideband noise. It is not assumed that the reference signal is available. Two disturbance cancelling schemes are proposed, one for disturbances with unrelated frequency components, and...
-
The Analysis of Patients' Airflow with Respect to Early Detection of Sleep Apnea
PublicationThe paper discusses the analysis of the respiratory events of sleep apnea patients. The analysis was carried out on the basis of the patient's airflow. As a result of the conducted analysis we proposed an algorithm which establishes an individual respiratory pattern for each subject. The algorithm could be implemented in the measurement - control system which manages the prosthetic device applying positive airway pressure. Its...
-
Precyzyjna lokalizacja i parametryzacja wad korozyjnych ścianek rurociągów stalowych przy wykorzystaniu tłoków inteligentnych
PublicationW artykule przedstawiono sposoby pozyskiwania danych o stanie technicznym dalekosiężnych rurociągów stalowych, w szczególności ropy surowej i paliw ropopochodnych. Scharakteryzowano kilka technik diagnostyki rur przy pomocy autonomicznych urządzeń pomiarowych typu ''tłok inteligentny'', z podziałem na typy wykrywanych obiektów: deformacja średnicy wewnętrznej, korozja i wady materiałowe, zmiany w trajektorii rurociągu. Przedstawiono...
-
Architektura i programowanie inteligentnych sterowników opartych na układach mikroprocesorowych.
PublicationZaprezentowano zasoby i architekturę mikrokontrolerów. Przedstawiono ideę sterowania z wykorzystaniem systemu komputerowego oraz kryteria doboru komputera do realizacji programów sterujących obiektami w czasie rzeczywistym. Scharakteryzowano metody wymiany informacji systemu komputerowego z otoczeniem. Wskazano na możliwości rozbudowy zasobów mikrokontrolera. Opisano przykładową aplikację.
-
Sprzęganie w inteligentnych sterownikach mikroprocesorowych
PublicationPrzedstawiono ideę realizacji wymiany informacji pomiędzy systemem komputerowym i obiektem sterowania. Opisano metodę sprzężenia bezpośredniego i z wymianą potwierdzeń. Zaprezentowano ideę sprzęgania mikrokontrolera z obiektami o działaniu ciągłym z zastosowaniem układów konwerterów A/C i C/A. Szczególny nacisk położono na dobór częstotliwości próbkowania i warianty stosowanych filtrów analogowych i cyfrowych. Opisano techniki...
-
Problemy przestrzennej lokalizacji obiektów wykrywanych tłokami inteligentnymi
PublicationDokument przybliża założenia konstrukcyjne oraz postępy w pracach badawczych dotyczących budowy urządzenia rejestrującego zmiany trajektorii ruchu tłoka pomiarowego podczas podróży
-
System lokalizacji dla osób niewidomych
PublicationPrzedstawiono prototyp systemu lokalizacji łączący nawigację satelitarną z nawigacją zliczeniową, który informuje niewidomego użytkownika o aktualnym położeniu oraz opisuje najbliższe otoczenie na podstawie interaktywnego planu miasta. W systemie zastosowano opracowane algorytmy wyznaczania pozycji wykorzystujące filtrację Kalmana lub filtrację cząsteczkową, co pozwoliło znacznie zmniejszyć błędy oszacowań położenia.
-
Analiza przydatności wybranych współczynników kształtu do oceny podobieństwa do litery
PublicationPrzedstawiono analizę przydatności wybranych współczynników kształtu w celu zastosowania ich w metodzie oceny podobieństwa kształtu do litery, opartej o segmentację obrazu. Opracowane algorytmy zaimplementowano do ekstrakcji i rozpoznawanie tekstu z obrazów zarejestrowanych kamerą lub aparatem cyfrowym w naturalnym otoczeniu. Rozpoznany tekst może zostać zamieniony na postać mówioną w urządzeniach wspomagających osoby niewidome.
-
Two-stage method of impulsive noise detection for audio signals
PublicationPrzedstawiono nowa dwuetapową metodę detekcji zakłóceń impulsowych opartą na analizie funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa zakłóconego sygnału. Opisano algorytm określania poziomu wyzwalania detektora progowego.
-
A simple way of increasing estimation accuracy of generalized adaptive notch filters
PublicationGeneralized adaptive notch filters are used for identification/tracking of quasi-periodically varying dynamic systems and can be considered an extension, to the system case, of classical adaptive notch filters. It is shown that frequency biases, which arisein generalized adaptive notch filtering algorithms, can be significantly reduced by incorporating in the adaptive loop an appropriately chosen decision delay. The resulting performance...
-
Pipeline geometry defects in high resolution pig's data
PublicationMost of the pipelines have been inspected at least once using intelligent pigging. The problem of specific software for interactive presentation, analysis and comparison of features revealed during the consecutive geometry surveys is emphasized. Capabilities of a simultaneous measurement of internal geometry and metal loss features in a single run are illustrated. Advantages of application of statistical characteristics of both...
-
Mechanizm podejmowania decyzji przez robota na przykładzie strzału pośredniego
PublicationOd wielu lat odbywają się międzynarodowe turnieje robotów grających w piłkę nożną organizowane przez organizację FIRA i RoboCup. Zawody te są doskonałą okazją do rozwijania różnego rodzaju algorytmów sterowania grupą robotów mobilnych potrafiących ze sobą współpracować w celu realizacji wspólnych zadań. Niniejsza praca przedstawia mechanizm podejmowania decyzji przez roboty, gwarantujący prawidłową realizację strzału pośredniego,...
-
Autorskie systemy zdalnego nauczania
PublicationW rozdziale uzasadniono celowosć realizacji autorskich systemów zdalnego nauczania. Oceniono możliwosci ich realizacji przy pomocy ogólnodostępnych, nowoczesnych narzędzi informatycznych, w szczególnosci przedstawiono wymagane umiejętnosci autora takiego systemu. Przedstawiono zrealizowany na Politechnice Gdańskiej autorski system zdalnego nauczania dedykowany dla studentów specjalnosci teleinformatycznych oraz dokonano jego porównania...
-
On adaptive selection of estimation bandwidth for analysis of locally stationary multivariate processes
PublicationWhen estimating the correlation/spectral structure of a locally stationary process, one should choose the so-called estimation bandwidth, related to the effective width of the local analysis window. The choice should comply with the degree of signal nonstationarity. Too small bandwidth may result in an excessive estimation bias, while too large bandwidth may cause excessive estimation variance. The paper presents a novel method...
-
Automated detection of sleep apnea and hypopnea events based on robust airflow envelope tracking
PublicationThe paper presents a new approach to detection of apnea/hypopnea events, in the presence of artifacts and breathing irregularities, from a single-channel airflow record. The proposed algorithm identifies segments of signal affected by a high amplitude modulation corresponding to apnea/hypopnea events. It is shown that a robust airflow envelope—free of breathing artifacts—improves effectiveness of the diagnostic process and allows...
-
Elimination of impulsive disturbances from stereo audio recordings
PublicationThis paper presents a new approach to elimination of impulsive disturbances from stereo audio recordings. The proposed solution is based on vector autoregressive modeling of audio signals. On-line tracking of signal model parameters is performed using the stability-preserving Whittle-Wiggins-Robinson algorithm with exponential data weighting. Detection of noise pulses and model-based interpolation of the irrevocably distorted samples...
-
Elimination of impulsive disturbances from archive audio files – comparison of three noise pulse detection schemes
PublicationThe problem of elimination of impulsive disturbances (such as clicks, pops, ticks, crackles, and record scratches) from archive audio recordings is considered and solved using autoregressive modeling. Three classical noise pulse detection schemes are examined and compared: the approach based on open-loop multi-step-ahead signal prediction, the approach based on decision-feedback signal prediction, and the double threshold approach,...
-
Diagnostyka stanu technicznego rurociągów stalowych z wykorzystaniem tłoków ultradźwiękowych wysokiej rozdzielczości
PublicationW pracy przedstawiono wybrane przykłady możliwości pomiarowych ultradźwiękowych tłoków wysokiej rozdzielczości do badania stanu ścianek rurociągów. Przedstawiono techniki zmierzające do precyzyjnej lokalizacji wykrywanych wad oraz opisano znaczenie i metodykę oszacowania trendów rozwojowych wad. Wskazano również na możliwości synergii informacji otrzymywanych różnymi technikami pomiarowymi w oparciu o systemy GIS. Na koniec podano...
-
Diagnostyka stanu technicznego rurociągów stalowych z wykorzystaniem tłoków ultradźwiękowych wysokiej rozdzielczości
PublicationW pracy przedstawiono wybrane przykłady mozliwosci pomiarowych ultradźwiękowych tłoków wysokiej rozdzielczości do badania stanu ścianek rurociągów. Przedstawiono techniki zmierzające do precyzyjnej lokalizacji wykrywanych wad oraz opisano znaczenie i metodykę oszacowania trendów rozwojowych wad. Wskazano również na możliwości synergii informacji otrzymywanych różnymi technikami pomiarowymi w oparciu o systemy GIS. Na koniec podano...
-
Parametric impulsive noise detector for corrupted audio signals based on hidden Markow model
PublicationThe paper addresses the problem of impulsive noise detection for audio signals. A structure of threshold parameter detectors using modelingof signals was introduced. the algorithm of the noise detection, based on discrete-time hidden Markow model (HMM)of whitened audio signal is elaborated
-
Lokalizacja tekstu w obrazie
PublicationW naturalnym otoczeniu człowieka znajduje się duża ilość łatwo rozpoznawalnej informacji przedstawionej w postaci znaków graficznych i tekstu. Informacja taka jest bardzo przydatna w poruszaniu się w środowisku miejskim. Niestety, osoby z upośledzonymi funkcjami wzroku w sposób oczywisty pozbawione są możliwości korzystania z tego rodzaju przekazu. Istniejące na rynku systemy rozpoznawania tekstu (OCR) nie są niestety dostosowane...
-
Parametryczny detektor zakłóceń impulsowych sygnałów fonicznych wykorzystujący ukryty model Markowa
PublicationW pracy omówiono problemy wykrywania zakłóceń impulsowych w sygnałach fonicznych. Scharakteryzowano metodę detekcji progowej opartej o modelowanie sygnałów. Przedstawiono algorytm wykrywania zakłóceń impulsowych wykorzystujący ukryty model Markowa czasu dyskretnego, analizujący wstępnie wybielony sygnał foniczny.
-
Variable-structure algorithm for identification of quasi-periodically varying systems
PublicationThe paper presents a variable-structure version of a generalized notchfiltering (GANF) algorithm. Generalized notch filters are used for identification of quasi-periodically varying dynamic systems and can be considered an extension, to the system case, of classical adaptive notch filters. The proposed algorithm is a cascade of two GANF filters: a multiple-frequency "precise" filter bank, used for precise system tracking, and a...
-
Optimal and suboptimal algorithms for identification of time-varying systems with randomly drifting parameters
PublicationNoncausal estimation algorithms, which involve smoothing, can be used for off-line identification of nonstationary systems. Since smoothingis based on both past and future data, it offers increased accuracy compared to causal (tracking) estimation schemes, incorporating past data only. It is shown that efficient smoothing variants of the popular exponentially weighted least squares and Kalman filter-based parameter trackers can...
-
On ''cheap smoothing'' opportunities in identification of time-varying systems
PublicationIn certain applications of nonstationary system identification the model-based decisions can be postponed, i.e. executed with a delay. This allows one to incorporate into the identification process not only the currently available information, but also a number of ''future'' data points. The resulting estimation schemes, which involve smoothing, are not causal. Despite the possible performance improvements, the existing smoothing...
-
Wyznaczanie położenia trójwymiarowego sita w przestrzeni roboczej robota
PublicationSystemy wizyjne są coraz częściej stosowane w różnego rodzaju zrobotyzowanych stanowiskach produkcyjnych do sterowania, nadzorowania oraz kontroli pracy robotów spawających. Niniejsza praca opisuje dalszy rozwój systemu wizyjnego powstałego w firmie AIC w Gdyni, którego zadaniem jest integracja danych otrzymywanych z obrazu uzyskanego z kamery oraz pochodzących z laserowego czujnika odległości. Przedstawiono sposób dopasowania...
-
Zapobieganie kolizjom w pracowni współpracy robotów przemysłowych
PublicationW nowoczesnych zrobotyzowanych systemach produkcyjnych coraz częściej możemy spotkać systemy zapobiegające wystąpieniu kolizji między manipulatorem robota a jego otoczeniem.Równolegle, wykorzystuje się również różnego rodzaju rozwiązania minimalizujące skutki wystąpienia ewentualnych zderzeń. Najprostsza˛ z metod uniknięcia kolizji jestzdefiniowanie stref bezpieczeństwa wewnątrz obszaru oddziaływania robota, których manipulator...
-
New Approach to Noncasual Identification of Nonstationary Stochastic FIR Systems Subject to Both Smooth and Abrupt Parameter Changes
PublicationIn this technical note, we consider the problem of finite-interval parameter smoothing for a class of nonstationary linear stochastic systems subject to both smooth and abrupt parameter changes. The proposed parallel estimation scheme combines the estimates yielded by several exponentially weighted basis function algorithms. The resulting smoother automatically adjusts its smoothing bandwidth to the type and rate of nonstationarity...
-
Projekt i budowa urządzenia wspomagającego oddychanie w czasie snu u osób cierpiących na bezdech senny
PublicationPraca ta koncentruje się na realizacji projektu i budowy urządzenia wspomagającego oddychanie w czasie snu u osób cierpiących na bezdech senny. Wynikiem przeprowadzonych analiz zapisów sygnałów fizjologicznych, pomierzonych w czasie nocnych badań polisomnograficznych, jest autorski algorytm sterowania prototypem aparatu. W tej pracy została równieŜ przedstawiona propozycja rozwiązania problemów: wczesnego wykrywania zbliŜających...
-
A Novel Approach to the Assessment of Cough Incidence
PublicationIn this paper we consider the problem of identication of cough events in patients suffering from chronic respiratory diseases. The information about frequency of cough events is necessary to medical treatment. The proposed approach is based on bidirectional processing of a measured vibration signal - cough events are localized by combining the results of forward-time and backward-time analysis. The signal is at rst transformed...