فهرست مطالب

مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - سال سوم شماره 1 (پیاپی 5، بهار و تابستان 1384)

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال سوم شماره 1 (پیاپی 5، بهار و تابستان 1384)

  • 64 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1384/10/25
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سرمقاله
    صفحه 1
  • مقاله
  • ابراهیم مرتاضی، محمدکاظم مروج فرشی صفحه 3

    در این مقاله نویزهای مطرح در یک لینک مخابرات نوری و منابع آن ها مرور می شود. مهمترین عوامل تولید کننده نویز در چنین لینکی عبارتند از لیزرهای نیمه هادی، تقویت کننده ها و آشکارسازهای نوری. ابتدا، به مرور نویز های شدت نسبی و فاز در لیزرهای نیمه هادی می پردازیم. آنگاه نشان می دهیم، نویز شدت نسبی در فرکانس های کم، ناچیز است و در نزدیکی فرکانس نوسانات میرایی به بیشینه مقدار خود می رسد. این نویز که به ازای فرکانسی معین در جریان آستانه بیشینه است، با افزایش جریان تزریقی کاهش می یابد. نویز فاز که با پهنای خط لیزر ارتباط دارد، در فرکانس های کمتر از فرکانس نوسانات میرایی ثابت است و در فرکانس نوسانات میرایی به مقدار بیشینه می رسد. در لیزرهای نیمه هادی، نویز شدت و فاز، هردو با افزایش توان نور خروجی، کاهش می یابند. سپس، نویز گسیل خودبه خودی تقویت شده (ASE) در تقویت کننده های نوری فیبری آلائیده به اربیوم (EDFA) را بررسی می کنیم. آنگاه نشان می دهیم، درحالیکه نویز ASE با افزایش توان پمپ افزایش می یابد، به ازای مقادیر مختلف توان پمپ، با افزایش توان سیگنال ورودی کاهش می یابد. ازطرف دیگر افزایش توان پمپ باعث کاهش عدد نویز برحسب طول موج سیگنال ورودی می شود. در ادامه، به مرور بر نحوه محاسبه عدد نویز (NF) در یک تقویت کننده نوری نیمه هادی SOA)) پرداخته آثار ضخامت و طول کاواک و همچنین ضریب بازتاب آینه های ورودی و خروجی را بر اندازه اعداد نویز در تقویت کننده های نوع فابری پرو (FP) و همچنین نوع موج رونده (TWA) بررسی می کنیم. سپس، منابع نویز در یک آشکارساز نوری را بررسی و مدار معادل الکتریکی آن را با درنظرگرفتن نسبت سیگنال به نویز (SNR) و نرخ خطای بیت) BER) آن ارائه می کنیم. بعد، نویز مدی در فیبرهای نوری چند مد بررسی می شود. در پایان، هم شنوایی به عنوان مهترین عامل محدود کننده در مالتی پلکسرها / دی مالتی پلکسرهای نوری موجود در سیستم های چند طول موجی بررسی خواهد شد.

    کلیدواژگان: آشکار ساز نوری، تقویت کننده نوری، عدد نویز، لیزر نیمه هادی، مالتی پلکسر، دی مالتی پلکسر، نرخ خطای بیت، نسبت سیگنال به نویز، نویز
  • حسین ابراهیم نژاد صدیق، حسن قاسمیان یزدی صفحه 18
    در این مقاله یک روش جدید برای بازسازی مدل سه بعدی جسم صلب با استفاده از نیم رخ های آن در طول زمان حرکت در این مقاله یک روش جدید برای بازسازی مدل سه بعدی جسم صلب با استفاده از نیم رخ های آن در طول زمان حرکت جسم ارائه می گردد. ایده اصلی مقاله ارائه راهکاری مناسب جهت کاهش مشکلات و تنگناهای موجود در بازسازی دقیق مدل سه بعدی همراه با افزایش سرعت بازسازی می باشد. از جمله این مشکلات می توان به ابهام موجود در تطبیق تصاویر استریو برای نواحی با درجه تباین پائین، توازن غیر دقیق شدت نور و رنگ دوربین ها در مرحله راه اندازی و ایجاد خطا در تطبیق نقاط متناظر، ایجاد سایه بدلیل تغییر زاویه تابش منبع نور در زمان حرکت جسم و خطای ناشی از آن در تخمین حرکت و نهایتا وابستگی شدید روش نیم رخ به تعداد دوربینها اشاره نمود. در این مقاله یک روش کاملا ابتکاری برای ادغام سه روش تطبیق استریو، تخمین حرکت و نیم رخ پیشنهاد می گردد که با بهره جوئی از نقاط قوت هر روش، به برطرف ساختن نقاط ضعف آنها می پردازد. ابتکارات بکار گرفته شده در این مقاله عبارتند از: ارائه الگوریتم مبتنی بر رشد ناحیه برای نقاط همسایگی با تفاضل رنگ پائین، جهت افزایش دقت در فرآیند حذف پس زمینه. استخراج نقاط ویژگی جسم با درجه تباین بالا، جهت افزایش دقت تطبیق استریو و کاهش حساسیت آن به توازن شدت نور و رنگ دوربین ها. بکارگیری روش تطبیق چندگانه به جای تطبیق استریو، جهت افزایش دقت در استخراج مختصات سه بعدی نقاط منفرد جسم. استفاده از نقاط منفرد سه بعدی برای تخمین دقیق حرکت جسم صلب. ایجاد دوربین های مجازی و افزایش تعداد نیمرخ های جسم در مدت زمان حرکت جسم. ارائه یک الگوریتم سریع سلسله مراتبی جهت استخراج پوسته قابل دید از نیم رخ های جسم.
    کلیدواژگان: پوسته قابل دید، تخمین حرکت، تطبیق استریو، نیم رخ، نقاط ویژگی، نقاط منفرد
  • هادی صدوقی یزدی، مجتبی لطفی زاد، محمود فتحی، احسان الله کبیر صفحه 29
    در این مقاله، یک الگوریتم جدید ردیابی بالا به پایین بر اساس یادگیری مسیر حرکت وسایل نقلیه ارائه میشود. به این منظور یک ماتریس گذر مراکز، CTM، که یک پایگاه داده مکانی-زمانی جدید است، پیشنهاد میشود. برای ایجاد این ماتریس ابتدا با خوشه بندی فازی روی مسیرهای حرکت وسایل نقلیه بدست آمده، مراکزی بدست میآید سپس ماتریس CTM روی این مراکز تعریف میشود. عنصر i، j ام این ماتریس بیان کننده آن است که شیئی در دو فریم متوالی از مرکز i به مرکز j گذر کرده است که تکمیل درایه های این ماتریس با ردیابی چند شیئی وسایل نقلیه به مرور انجام میشود. ماتریس CTM در افزایش سرعت همگرایی پیشبین RLS و جستجوی بهتر موقعیت وسیله نقلیه موثر است. الگوریتم ردیابی پیشنهادی در مکانهای مختلفی در صحنه ترافیک آزمون شد که نتایج حاصله حاکی از افزایش کارایی در الگوریتم ردیابی است.
    کلیدواژگان: پایگاه داده مکانی، زمانی، پیش بین RLS، ماتریس گذر مراکز، ردیاب بالا به پایین
  • احمد کشاورز، حسن قاسمیان یزدی صفحه 37
    با افزایش تعداد باند های تصاویر سنجش از دور، الگوریتم های استخراج ویژگی مانند تحلیل مولفه های اصلی، تحلیل مولفه های مستقل، نگاشت جستجوگر، استخراج ویژگی با مرز تصمیم گیری، تحلیل ممیز و تبدیل موجک به منظور کاهش تعداد ویژگی ها و بهبود طبقه بندی مورد استفاده قرار گرفته اند. اما این الگوریتم ها به دلیل افزایش تعداد منابع اطلاعاتی، حجم داده ها و محدود بودن تعداد نمونه های آموزشی در تصاویر ابرطیفی، بازدهی مطلوبی ندارند. در این مقاله برای حل این مشکل، الگوریتم جدید مبتنی بر ماشین بردار پشتیبان ارایه گردیده است. این الگوریتم پس از یک طبقه بندی اولیه، با استفاده از کلاس هر پیکسل و همسایه هایش به صورت سلسله مراتبی تصمیم گیری می کند. تصمیم گیری در هر یک از سطوح این طبقه بندی کننده بوسیله یک ماشین بردار پشتیبان انجام می شود. این الگوریتم بر روی داده های واقعی ابر طیفی سنجنده AVIRIS اجرا شد. نتایج نشان می دهد که صحت طبقه بندی داده های ابرطیفی با استفاده از این الگوریتم بسیار مطلوب بوده و مشکل محدود بودن تعداد نمونه های آموزشی تا حد قابل توجهی جبران شده است. در واقع این تحقیق با ادغام اطلاعات مکانی و استفاده از طبقه بندی کننده ماشین بردار پشتیبان صحت طبقه بندی را بهبود می بخشد. این الگوریتم زمان لازم برای طبقه بندی تصاویر ابرطیفی را با استفاده از ماشین بردار پشتیبان، بسیار کاهش داده و کارآیی الگوریتم ماشین بردار پشتیبان را به عنوان طبقه بندی کننده تصاویر ابرطیفی افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: تصاویر ابر طیفی، سنجش از دور، طبقه بندی، طبقه بندی کننده سلسله مراتبی، ماشین بردار پشتیبان
  • محمد بحرانی، حسین ثامتی صفحه 45
    در این مقاله برای بهبود دقت یک سیستم بازشناسی گفتار پیوسته فارسی، روش وابسته به بافت مناسبی پیشنهاد شده است. به دلیل بعضی محدودیت های موجود در سیستم بازشناسی، از ایده واحدهای آوایی چندگانه برای استخراج واحدهای آوایی وابسته به بافت استفاده گردیده است. بر اساس این ایده هر واج به چند نوع گوناگون دسته بندی می شود و هر دسته جداگانه مدل سازی می گردد. دسته بندی واج ها به صورت بی نظارت و با استفاده از الگوریتم k-means انجام شده است و برای محاسبه مرکز دسته ها روش کارایی پیشنهاد شده است. تعداد دسته مناسب برای هر واج با توجه به حجم داده های آموزشی آن واج و دقت بازشناسی واج در هنگام به کارگیری مدل های مستقل از بافت، حدس زده شده و سپس با روش های مبتنی بر سعی و خطا، تعداد دسته بهینه برای هر واج تعیین شده است. سپس هر دسته به عنوان یک واحد آوایی وابسته به بافت مدل سازی گردیده است. با استفاده از این مدل ها حدود 22 درصد کاهش در نرخ خطای کلمات حاصل شده است.
    کلیدواژگان: بازشناسی گفتار پیوسته، دسته بندی، مدل مخفی مارکوف، مدل های وابسته به بافت
  • هادی امیری، حمیدرضا امین داور، محمود کمره ای صفحه 52
    در مقاله حاضر، یک مدل جدید برای نویز جمع شونده براساس سری های زمانی GARCH در پردازش سیگنال آرایه ای ارائه شده است. در بسیاری از روش ها بدلایلی همچون پیچیدگی های پیاده سازی و محاسباتی توزیع احتمال نویز، گوسی فرض می شود. بررسی ها و اندازه گیری های انجام گرفته برای نویز محیطی در کاربرد های مختلف، نشان از غیرگوسی بودن آن دارد و در شرایط واقعی کارایی روش هایی که مبتنی بر مدل گوسی نویز هستند، کاهش می یابد. از مهمترین ویژگی های فرآیند نویز محیطی دنباله دار بودن توزیع احتمال و تغییر ویژگی های آماری آن (مانند واریانس) در محیط می باشد. از طرف دیگر فرآیند GARCH دارای خصوصیات مهمی همچون دنباله دار بودن توزیع احتمال و همچنین مدلسازی ناپایداری از طریق روابط بازگشتی بر روی واریانس شرطی است که با توجه به ویژگی های این فرآیند به نظر می رسد که مدل مناسبی برای نویز محیطی جمع شونده در کاربرد های پردازش آرایه ای باشد. در مقاله حاضر با استفاده از تخمین حداکثر احتمال، روش جدید بکارگیری GARCH در پردازش آرایه ای ارائه و به کمک شبیه سازی در کاربرد آکوستیک زیرآب، کارایی این روش در مقایسه با روش های دیگر به کمک خطای تخمین سمت ورود اهداف در کنار معیار Cramer-Rao Bound اثبات شده است.
    کلیدواژگان: پردازش سیگنال آرایه ای، تخمین سمت ورود، تخمین حداکثر احتمال، Cramer، Rao Bound، GARCH
  • معرفی کتاب
    صفحه 59
  • تقدیر و تشکر
    صفحه 60
|
  • E. Mortazy, M. K. Moravvej, Farshi Page 3

    This paper reviews different sources of noise in optical fiber communication systems. The most important sources of noise, in such systems, are semiconductor lasers, optical amplifiers, and optical detectors.First, we review the relative intensity noise (RIN) and phase noise in semiconductor lasers. We show that, at low frequencies, RIN is negligible, and reaches its maximum at the damping frequency. RIN decreases with an increase in injection current, while it maximizes for the threshold current, at a certain frequency. The phase noise, which is related to laser line width, is constant below the damping frequency and increases to its maximum at the damping frequency. In semiconductor lasers, both RIN and phase noise decrease with an increase in the output power.Next, Amplified spontaneous emission (ASE) noise in erbium doped fiber amplifiers (EDFA) is reviewed. We show that, while ASE noise increases with an increase in the pump power, it decreases with an increase in the input signal power, for the various pump powers.Then, reviewing the formulation of noise figure (NF) in semiconductor optical amplifiers (SOA), we study the effects of cavity thickness and length on NF in both Fabry Perot (FP) and traveling wave amplifiers (TWA).Then we review sources of noise in an optical detector, and present an equivalent electric circuit model for it, including signal to noise ratio (SNR) and bit error rate (BER).Then, modal noise in a multimode optical fiber is reviewed. Finally, crosstalk as the main limiting parameter in optical multiplexer/demultiplexer units in multiwavelength systems is reviewed.

  • H. Ebrahimnezhadi, H. Ghassemian Page 18
    In this paper we propose a new approach to reconstruct the three-dimensional model of object using multi camera silhouettes during time. The main idea in this work is to reduce the current bottlenecks of three-dimensional model reconstruction including: ambiguous stereo matching in low contrast regions; non-exact color adjustment between cameras which raises the matching uncertainty; shading and non-consistency of intensity duo to motion and varying the light angle which raises the motion estimation error; high dependency of silhouette method to the number of cameras. We propose a novel scheme to combine three popular methods i.e. stereo matching, motion and silhouette. The novelties of this work include: region growing for low color different neighborhood to increase the quality of background removing process, robust feature based stereo matching of multi camera images to find the exact place of some sparse singular points belong to the surface of object, singular points matching to robustly estimate the motion parameters in next frame. Also, we propose a hierarchical cone intersection method to extract the bounding edges visual hull from all the silhouettes captured by virtual cameras during time.
  • H. Sadoghi Yazdi, M. Lotfizad, M. Fathy, E. Kabir Page 29
    In this paper, a trajectory learning-based vehicle tracking algorithm is presented which is a new top-down vehicle tracker. The history of trajectory is learnt by a novel sptio-temporal data base known center transition matrix, CTM. At first, the CTM is constructed on centers which are obtained using fuzzy clustering on vehicle trajectories. The i, j-th element of CTM indicates passing of the object from center i to center j in two consecutive frames which CTM is completed by multi-object tracking. The CTM is efficient in search of similar blobs in image sequences and can determine the radius and region of search and increasing of convergence rate of RLS predictor. The proposed tracking algorithm is tested in the intersection of a highway to a square which gives good results.
  • A. Keshavarz, H. Ghassemian Page 37
    Recent significant development in sensor technology makes possible Earth observational remote sensing system with unprecedented spectral resolution and data dimensionality. The value of these new sensor systems lies in their ability to acquire a nearly complete optical spectrum for each pixel in the scene. Such imaging spectrometry now makes possible the acquisition of data in hundreds of spectral bands simultaneously, and it is called hyperspectral images. With the limited number of training samples of hyperspectral images, the classification of these images using conventional feature extraction algorithms (PCA, ICA, PP, DBFE, DAFE and Wavelet) is considered useless. In this paper a two stages classification algorithm is proposed, by fussing the spatial and spectral information. In the first stage the classes of each pixel and its eight neighbors are identified, using a classical classification algorithm. In the second stage two primary classes of a pixel and its neighbors are compared in each node of decision tree by a SVM. The proposed, binary tree SVM, takes advantage of both the efficient computation of the tree architecture and the high classification accuracy of SVM. The hyperspectral data set used in our experiments is a scene from Indiana’s Indian Pine by the AVIRIS sensor. The examples results show the problem of limited training samples can be mitigated using the proposed algorithm; moreover the computational time is significantly reduced. This suggests that binary tree SVM could be a promising tool for classifying hyperspectral images.
  • M. Bahrani, H. Sameti Page 45
    This paper proposes a proper context dependent method for improving the accuracy of a Persian continuous speech recognition system. Due to some constraints in speech recognition system, the multiple phone units approach is utilized for extracting context dependent phone units. In this approach, each phoneme is clustered to some phoneme variations, and then each phoneme variation is modeled separately. Unsupervised phoneme clustering is done using k-means clustering algorithm. The new effective method is proposed for calculating the centroid of clusters. The proper number of cluster for each phoneme is determined according to amount of training data for that phoneme and recognition accuracy of that phoneme using context independent models. The number of clusters is then optimized by try and error methods. Then each cluster is modeled as a context dependent phone unit. The reduction in word error rate is about 22% using these models.
  • H. Amiri, H. Amindavar, M. Kamarei Page 52
    In this paper, we propose a new model for additive noise based on GARCH time-series in arraysignal processing. Due to the some reasons such as complex implementation and computational problems, probability distribution function of additive noise is assumed Gaussian. In the different applications, scrutiny and measurement of noise shows that noise can sometimes significantly non-Gaussian and thus the methods based on Gaussian noise will degrade in an actual conditions. Heavy-tail probability density function (PDF) and time-varying statistical characteristics (e.g.; variance) are the most features of the additive noise process. On the other hand, GARCH process has important properties such as heavy-tail PDF (as excess kurtosis) and volatility modeling through feedback mechanism onto conditional variance so that it seems the GARCH model is a good candidate for the additive noise model in the array processing applications. In this paper, we propose a new method based on GARCH using the maximum likelihood approach in array processing and verify the performance of this approach in the estimation of the Direction-of-Arrivals of sources against the other methods and using the Cramer-Rao Bound.