اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات38
تعداد شماره‌ها1,408
تعداد مقالات10,088
تعداد مشاهده مقاله11,909,261
تعداد دریافت فایل اصل مقاله6,961,331
یوسفوند, مهدی, سپه وند, مرتضی, بی باک, روح الله. (1404). طراحی بهینه فیلتر وفقی با الگوریتم Affine Projection بهبودیافته در کاربرد حذف نویز از سیگنال‌های ECG. پدافند الکترونیکی و سایبری, 13(2), 27-34.
مهدی یوسفوند; مرتضی سپه وند; روح الله بی باک. "طراحی بهینه فیلتر وفقی با الگوریتم Affine Projection بهبودیافته در کاربرد حذف نویز از سیگنال‌های ECG". پدافند الکترونیکی و سایبری, 13, 2, 1404, 27-34.
یوسفوند, مهدی, سپه وند, مرتضی, بی باک, روح الله. (1404). 'طراحی بهینه فیلتر وفقی با الگوریتم Affine Projection بهبودیافته در کاربرد حذف نویز از سیگنال‌های ECG', پدافند الکترونیکی و سایبری, 13(2), pp. 27-34.
یوسفوند, مهدی, سپه وند, مرتضی, بی باک, روح الله. طراحی بهینه فیلتر وفقی با الگوریتم Affine Projection بهبودیافته در کاربرد حذف نویز از سیگنال‌های ECG. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1404; 13(2): 27-34.

طراحی بهینه فیلتر وفقی با الگوریتم Affine Projection بهبودیافته در کاربرد حذف نویز از سیگنال‌های ECG

پدافند الکترونیکی و سایبری
مقاله 3، دوره 13، شماره 2 - شماره پیاپی 50، تیر 1404، صفحه 27-34    اصل مقاله (716.2 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
مهدی یوسفوند1؛ مرتضی سپه وند* 2؛ روح الله بی باک3
1دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
2استادیار،دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
3کارشناسی ارشد،دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
تاریخ دریافت: 29 فروردین 1404،  تاریخ بازنگری: 12 خرداد 1404،  تاریخ پذیرش: 26 خرداد 1404 
چکیده
در سیستم‌های مخابراتی همواره نویز به‌عنوان سیگنال‌ ناخواسته‌ای است که با سیگنال اصلی جمع شده و باعث افت کیفیت و تغییر پارامترهای سیگنال مطلوب خواهد شد. یکی از روش‌های حذف نویز استفاده از فیلتر وفقی می‌باشد. طراحی بهینه و کارآمد فیلترهای وفقی فرایندی مهم و پرچالش است؛ زیرا این فیلترها برخلاف فیلترهای غیرتطبیقی، نیازمند تکرار محاسبات برای رسیدن به وزن‌های بهینه می‌باشند. در این مقاله، الگوریتم نوین APA پیشنهادی ارائه می‌شود. الگوریتم APA برای مقابله با چالش کاهش سرعت همگرایی الگوریتم NLMS ارائه شده است. برای افزایش سرعت همگرایی APA، الگوریتم برش یافته LMS و RLS را به الگوریتم APA تعمیم می‌دهیم. همچنین پیچیدگی محاسباتی الگوریتم APA پیشنهادی محاسبه شده و با الگوریتم APA مرسوم مقایسه شده است. مزیت روش پیشنهادی علاوه بر افزایش سرعت همگرایی، کاهش قابل‌ملاحظه پیچیدگی محاسباتی خواهد بود؛ بنابراین استفاده از روش پیشنهادی APA در مقایسه با روش APA مرسوم با کاهش پیچیدگی محاسباتی و کاهش منابع مصرفی پردازنده همراه است. در الگوریتم APA پیشنهادی نسبت به الگوریتم APA مرسوم به‌ازای مقادیر مختلف P، L و β میزان کاهش عملیات ضرب بیشتر از 45 درصد و میزان کاهش عملیات جمع بیشتر از 40 درصد است.
کلیدواژه‌ها
فیلتر وفقی؛ حذف نویز؛ الگوریتم APA؛ پیچیدگی محاسباتی
موضوعات
سخت افزار
عنوان مقاله [English]
Optimum filter design based on the improved Affine Projection algorithm in the application of noise removal from ECG signals
نویسندگان [English]
Mahdi Yousofvand1؛ M. Sepahvand2؛ Rouhollah bibak3
1Master's student, Imam Hossein University, Tehran, Iran
2Assistant Professor, Imam Hossein University, Tehran, Iran
3Master's degree, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]
In telecommunication systems, noise is always an unwanted signal that is combined with the fundamental signal and will cause the loss of quality and change the parameters of the desired signal. One of the ways to noise cancellation is to use an adaptive filter. The optimal and efficient design of adaptive filters is an important and challenging process because these filters, unlike non-adaptive filters, require repeated calculations to reach optimal weights. In this article, the new proposed APA algorithm is presented. The APA algorithm is presented to deal with the challenge of reducing the convergence speed of the NLMS algorithm. To increase the convergence speed of the APA algorithm, we extend the cut LMS and RLS algorithm to the APA algorithm, which achieves the APA algorithm. Also, the computational complexity of the proposed APA algorithm has been calculated and compared with the conventional APA algorithm. The advantage of the proposed method, in addition to increasing the speed of convergence, will be a significant reduction in computational complexity. Therefore, the use of the proposed APA method, compared to the conventional APA method, is associated with a reduction in computational complexity and a reduction in processor resources. In the proposed APA algorithm, compared to the conventional APA algorithm, for different values of P, L and β, the reduction rate of multiplication operation is more than 45% and the reduction rate of addition operation is more than 40%.
کلیدواژه‌ها [English]
adaptive filter, noise cancellation, APA algorithm, computational complexity
مراجع

[1]     M. Bahaz and R. Benzid, “Efficient algorithm for baseline wander and powerline noise removal from ECG signals based on discrete Fourier series”, Australas Phys Eng Sci Med, vol. 41, no. 1, pp. 143-160, 2018. doi: 10.1007/s13246-018-0623-1   

[2]     B. Yazdanpanah, K.S. Kumar and G.S. Raju, “Notice of Removal: Noise removal ecg signal using non-adaptive filters and adaptive filter algorithm”, International Conference on Electrical, Electronics, Signals, Communication and Optimization (EESCO); 2015 Jan 24-25; Visakhapatnam, India: IEEE, 2015. doi: 10.1109/EESCO.2015.7253664 

[3]     P. Singh, I. Srivastava, A. Singhal and A. Gupta, “Baseline wander and power-line interference removal from ECG signals using Fourier decomposition method”, Machine Intelligence and Signal Analysis Singapore: Springer, pp. 25-36, 2019.

[4]     M. Ferrer, M. de Diego, G. Pinero ang A. Gonzalez, “Affine projection algorithm over acoustic sensor networks for active noise control”, IEEE/ACM Transactions on AudioSpeech, and Language Processing, vol. 29, pp. 448-461, 2021. doi: 10.1109/TASLP.2020.3042590

[5]     N. Sharma and J. Singh Sidhu, “Removal of noise from ecg signal using adaptive filtering”, Indian Journal of  Science              and Technology 2016, vol. 9, no. 48, 2016 . doi: 10.17485/ijst/2016/v9i48/106424 

[6]     S. Haykin, “Adaptive filter theory”, Pearson, 5th edition, 2014.

[7]     Z. Shokhmzan and M.R. Mosavi. “Defense Against Spoofing in GPS Receiver using Correlation and Least Mean Squares Method Based on Sign-Data Algorithm”, Journal of Electronical & Cyber Defence, 2016. vol.5, no. 01. (In Persian) https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23224347.1394.3.4.2.3

[8]     A. Haji Sadeghian and A. Shaikhi. “Detection of marine targets using satellite radiation by applying weights of adaptive filters”, Journal of Radar, 2014, vol. 5, no. 01. (In Persian). https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23454024.1396.5.1.6.0

[9]     J. Khalilpour, “Presentation of a Linear Adaptive System to Eliminate Single-Frequency Jammer Effect”, Journal of Advanced Defence Sci & Tech, 2018, vol. 9, no. 01. (In Persian). https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.26762935.1397.9.1.5.0

[10]  B. Farhang-Boroujeny, “Adaptive filters: theory and applications”,  2013: John Wiley & Sons.

[11]  X. Huang, Y. Li, Y. Zakharow and B. Chen, “Affine-projection Lorentzian algorithm for vehicle hands-free echo cancellation”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 70, no. 3, pp. 2561-2575, 2021. doi: 10.1109/TVT.2021.3061126

[12]  T. Yu, W. Li, R. Lamari and Y. Yu, “M-estimate affine projection spline adaptive filtering algorithm: Analysis and implementation,” Digital Signal Processing”, 2022, vol. 123, pp. 103452. doi:10.1016/j.dsp.2022.103452

[13]  K. Dogancay and O. Tanrikulu, “Adaptive filtering algorithms with selective partial updates”, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Analog and Digital Signal Processing, 2001. vol. 48, no. 8, pp. 762-769. doi: 10.1109/82.959866

[14]  K-Y. Hwang and W-J. Song, “An affine projection adaptive filtering algorithm with selective regressors”, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, 2007. vol. 54, no. 1, p. 43-46. doi: 10.1109/TCSII.2006.883215 

[15]  N. Sonbolestan, S.A. Haddei “A Fast Affine Projection Algorithm Based on Matching Pursuit in Adaptive Noise Cancellation for Speech Enhancement”, 2010 International Conference on Intelligent Systems, Modelling and Simulation, pp. 193-198,  2010. doi: 10.1109/ISMS.2010.45

[16]  M. Bekrani, and H. Zayyani, “A Weighted Soft-Max PNLMS Algorithm for Sparse System Identification”, International Journal of Information & Communication Technology Research, Vol. 8, No. 3, Summer 2016, pp. 7-14. doi: 10.1109/TASL.2010.20102752

[17]  S. H. Yim, S. Lee, and W. J. Song, “A proportionate diffusion LMS algorithm for sparse distributed estimation”, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, Vol. 62, No. 10, October 2015, pp. 992-996. doi: 10.1109/TCSII.2015.2435631

[18]  F. Albu, J. Liu, and S. L. Grant, “A fast filtering block-sparse proportionate affine projection sign algorithm”, International Conference on Communications, Romania, June 2016, pp. 29-32. doi: 10.1109/ICComm.2016.7528277

[19]  J. Liu, and S. L. Grant, “Proportionate adaptive filtering for block-sparse system identification”, IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, Vol. 24, No. 4, April 2016, pp. 623-630. doi: 10.1109/TASLP.2015.2499602

[20]  A. Gonzalez, M. Ferrer, F. Albu, and M. Diego “Affine projection algorithms: Evolution to smart and fast algorithms and applications”, Proceedings of the 20th European Signal Processing Conference, Romania, Aug. 2012, pp. 1965-1969. 

[21]  D. Jain and P.Beniwal, “Review Paper on Noise Cancellation using Adaptive Filters”,  International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 2022. vol. 11, no. 01 . doi : 10.17577/IJERTV11IS010103

[22]  E. Saberi and M. Masoumi, “Efficient Hardware Implementation of LMS Adaptive Filter on FPGA”, Journal of Electronical & Cyber Defence, 2017, vol. 5, no. 01. (In Persian). https://ecdj.ihu.ac.ir/article_200134.html

[23]  M.R. Petraglia, D.B Haddad and E.L Marques, “Affine projection subband adaptive filter with low computational complexity”, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 63, Issue. 10, October 2016. doi: 10.1109/TCSII.2016.2539080

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 303
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 6