論文の概要: Theory inspired deep network for instantaneous-frequency extraction and
signal components recovery from discrete blind-source data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.12006v1
- Date: Fri, 31 Jan 2020 18:54:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-05 06:21:03.434617
- Title: Theory inspired deep network for instantaneous-frequency extraction and
signal components recovery from discrete blind-source data
- Title(参考訳): 離散ブラインドソースデータから瞬時周波数抽出と信号成分回収のためのディープネットワークの理論
- Authors: Charles K. Chui, Ningning Han, Hrushikesh N. Mhaskar
- Abstract要約: 本稿では、未知の信号成分を回収する逆問題と周波数の抽出について考察する。
既存の分解法やアルゴリズムでは、この逆問題を解くことはできない。
本稿では、ブラインドソース信号の非一様サンプリングが可能な離散サンプルセットを直接ベースとしたディープニューラルネットワークの合成を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.6758573326215689
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper is concerned with the inverse problem of recovering the unknown
signal components, along with extraction of their instantaneous frequencies
(IFs), governed by the adaptive harmonic model (AHM), from discrete (and
possibly non-uniform) samples of the blind-source composite signal.
None of the existing decomposition methods and algorithms, including the most
popular empirical mode decomposition (EMD) computational scheme and its current
modifications, is capable of solving this inverse problem.
In order to meet the AHM formulation and to extract the IFs of the decomposed
components, called intrinsic mode functions (IMFs), each IMF of EMD is extended
to an analytic function in the upper half of the complex plane via the Hilbert
transform, followed by taking the real part of the polar form of the analytic
extension.
Unfortunately, this approach most often fails to resolve the inverse problem
satisfactorily.
More recently, to resolve the inverse problem, the notion of synchrosqueezed
wavelet transform (SST) was proposed by Daubechies and Maes, and further
developed in many other papers, while a more direct method, called signal
separation operation (SSO), was proposed and developed in our previous work
published in the journal, Applied and Computational Harmonic Analysis, vol.
30(2):243-261, 2016.
In the present paper, we propose a synthesis of SSO using a deep neural
network, based directly on a discrete sample set, that may be non-uniformly
sampled, of the blind-source signal.
Our method is localized, as illustrated by a number of numerical examples,
including components with different signal arrival and departure times.
It also yields short-term prediction of the signal components, along with
their IFs.
Our neural networks are inspired by theory, designed so that they do not
require any training in the traditional sense.
- Abstract(参考訳): 本稿では,未知の信号成分を復元する逆問題と,その瞬時周波数(ifs)を適応調和モデル(ahm)によって制御し,ブラインドソース複合信号の離散的(およびおそらくは一様でない)サンプルから抽出する問題について述べる。
最も一般的な経験的モード分解(EMD)計算スキームや現在の修正を含む既存の分解方法やアルゴリズムはいずれも、この逆問題を解決することはできない。
AHM の定式化を満たすために、内在モード関数 (IMFs) と呼ばれる分解された成分の IF を抽出するために、EMD の各 IMF はヒルベルト変換を介して複素平面の上半分の解析関数に拡張され、続いて解析拡張の極形の実部を取る。
残念ながら、このアプローチは多くの場合、逆問題の解決に失敗する。
最近では、逆問題を解決するために、Daubechies と Maes によってシンクロスキューズウェーブレット変換 (SST) の概念が提案され、さらに多くの論文でさらに発展し、さらに直接的に信号分離演算 (SSO) と呼ばれる手法が提案され、前回の論文『Applied and Computational Harmonic Analysis』で発表されている。
30(2):243-261, 2016.
本稿では、ブラインドソース信号の非一様サンプリングが可能な離散サンプルセットを直接ベースとしたディープニューラルネットワークを用いたSSO合成を提案する。
本手法は,信号の到着時間や出発時間が異なる成分を含む,多数の数値例で示されるように,局所化されている。
また、IFとともに信号成分の短期的な予測も得られる。
私たちのニューラルネットワークは理論にインスパイアされ、従来の意味でのトレーニングを必要としないように設計されています。
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