Sayısal süzgeç tasarımı ve uygulamaları
Abstract
Sinyal süzme; veri iletişimi, biyomedikal uygulamalar, askeri ve sivil elektronik
sistemler, endüstriyel uygulamalar gibi içerisinde değişik sinyal işleme
yöntemlerinin bulunduğu sistemlerde yaygın bir biçimde kullanılır. Bu çalışmada
sayısal sinyal işlemenin en temel dayanağı olan “Ayrık Zamanlı Fourier
Dönüşümü” ve bu dönüşümün zayıf tarafı olan zamanda yerellik sorununu çözen
“Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü” ve frekansa göre uyarlamalı zaman
ölçeklemesi ile öne çıkan “Dalgacık Dönüşümü” ayrıntılı incelenecektir. Daha
sonra bünyesinde istatistiksel süzme yaklaşımlarını da içeren ve birçok eniyileme
algoritması barındıran Optimal Süzgeç tasarım yöntemleri incelenecektir.
Teorik altyapısı hazırlanan IIR sayısal süzgeç tasarım teknikleriyle MATLAB®
ortamında benzetim çalışması yapılacak ve süzgeç tasarımları için etkileşimli bir
program geliştirilecektir. İkinci aşamada ise önceden tanıtılan tekrarsız Optimal
Wiener Süzgeç tasarım teknikleri kullanılarak, günlük hayatta kullanılabilecek
fetal ECG sinyallerinin anne ECG sinyalinden ve diğer gürültü unsurlarından ayırt
edilmesi tasarlanacak bir programla hedeflenmiştir. Ayrışım sonucu ortaya
çıkacak olan gürültünün dalgacık dönüşümü ile temizlenmesi ve bu sonuçların
diğer yöntemlerle sağlıklı karşılaştırılabilmesi için çeşitli başarım ölçütleri
geliştirilip, yorumlanmıştır.
Signal filtering, is frequently used at data communication, biomedical systems,
military and civilian electronic systems, industrial applications in which different
variety of signal processing techniques are applied. In this study, “Discrete
Fourier Transformation”, the most important foundation support of the digital
signal processing, will be inquired. In order to overcome the time localization
problem of Fourier Transform “Short Time Fourier Transform” and with the distinct
property of adaptive time scaling with respect to frequency “Wavelet Transform”
will be introduced respectively.
With the theoretical foundations of digital IIR filters, interactive digital filter design
program will be developed at MATLAB® environment. At the second stage with
the knowledge of optimal Wiener filter design techniques, as an example of real
life problems, it is aimed to design a program which extracts fetal ECG from
mother ECG signal and other noise sources. Noise at the extracted results will be
cancelled by wavelet methods and for the accuracy of the compared results some
performance criteria developed and interpreted.