論文の概要: Adaptive-Frequency Resonate-and-Fire Neurons for Spectral Estimation of Streaming Radar Signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.13516v1
- Date: Thu, 11 Jun 2026 16:06:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-12 15:55:27.902024
- Title: Adaptive-Frequency Resonate-and-Fire Neurons for Spectral Estimation of Streaming Radar Signals
- Title(参考訳): ストリームレーダ信号のスペクトル推定のための適応周波数共振・発火ニューロン
- Authors: Stefano Chiavazza, Sen Yuan, Marc Geilen, Francesco Fioranelli, Federico Corradi,
- Abstract要約: 適応型共振器・発火ニューロンに基づくニューロモルフィック・インスパイア信号処理法を提案する。
提案したモデルはサンプル・バイ・サンプル方式で動作し、その結果、追跡対象数に応じてスケールするメモリ要求が生じる。
シミュレーションおよび実験データによる結果から,本手法が複数の目標の追跡に有効であることが確認された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.2855426312680995
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar systems traditionally rely on Fourier-based methods, such as the Fast Fourier Transform (FFT), to estimate target range and velocity. While computationally efficient, these approaches require storing and processing large blocks of data, which can become a bottleneck in memory-constrained or low-latency applications. In this work, we propose a neuromorphic-inspired signal processing method based on adaptive resonate-and-fire (ARF) neurons formulated as a discrete-time dynamical system. Each neuron dynamically adjusts its internal frequency to match dominant frequency components of the input radar signal, enabling direct estimation of target ranges and velocities without computing the full frequency spectrum. The proposed model operates in a sample-by-sample fashion, resulting in memory requirements that scale with the number of tracked targets rather than the signal length. A feedback mechanism is also introduced to enable multiple neurons to lock on distinct frequency components in multi-target cases. Results on simulated and experimental data demonstrate that the method can successfully track multiple targets. Compared to conventional FFT-based approaches, the proposed method offers reduced memory usage proportional only to the number of tracked targets, making it suitable for resource-constrained and edge-based radar applications.
- Abstract(参考訳): 周波数変調連続波(FMCW)レーダーシステムは従来、目標範囲と速度を推定するためにFast Fourier Transform (FFT)のようなフーリエベースの手法に依存していた。
計算効率は高いが、これらの手法では大量のデータを保存し処理する必要がある。
本研究では,適応共振器(ARF)ニューロンを離散時間力学系として定式化したニューロモルフィックインスパイア信号処理法を提案する。
各ニューロンは内部周波数を動的に調整し、入力レーダ信号の主周波数成分と一致させ、全周波数スペクトルを計算することなく目標範囲と速度を直接推定する。
提案したモデルはサンプル・バイ・サンプル方式で動作し、結果として信号長ではなく、追跡対象の数をスケールするメモリ要件が生じる。
フィードバック機構も導入され、複数のニューロンが異なる周波数成分をマルチターゲットでロックできるようになった。
シミュレーションおよび実験データによる結果から,本手法が複数の目標の追跡に有効であることが確認された。
従来のFFTベースの手法と比較して、提案手法は追跡対象数に比例してメモリ使用量を削減し、資源制約とエッジベースのレーダ用途に適している。
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