بهبود دقت و شتاب آشکارسازی علائم فروصدا فیشر- پایه با استفاده از الگوریتم ژنتیک

امواج صوتی در محدوده‌ی بسامدی 0/02 تا 20 هرتز که زیر آستانه‌ی شنوایی انسان از طریق جوّ حرکت می‌کنند ، به‌عنوان امواج فروصدا شناخته می‌شوند. اصلی‌ترین نوفه در این بازه‌ی بسامدی نوفه‌ی باد است که عمل دریافت و آشکارسازی امواج فروصدا را با اختلال شدید مواجه می‌کند. بنابراین ، آشکارسازهایی با کیفیت بالا نیاز خواهد بود که معمولاً برای این منظور از آرایه‌های حسگری و روش‌های پردازش علامت آرایه‌ای استفاده می‌شود. lrm; آشکارسازی علامت مبتنی بر نسبت فیشر یکی از روش‌های قدرت‌مند پردازش آرایه‌ای در زمینه‌ی فروصدا می‌باشد که به‌طور گسترده از آن استفاده می‌گردد. لیکن اشکال اصلی این روش زمان محاسباتی بالای آن می‌باشد که به دلیل محاسبات تکراری آماره‌ی آزمون برای هر عنصر در شبکه‌ی کُندی صورت می‌گیرد. از این‌رو پژوهش‌گران مجبور هستند از یک شبکه‌ی کندی با قدرت تفکیک نسبتاً پایین استفاده ‌کنند تا در زمان پردازش صرفه‌جویی به‌عمل آید. در نتیجه ، این قدرت تفکیک پایین خطایی را در مقدار شبه‌سنج‌های تخمین‌زده‌شده‌ی امواج فروصدا )ایجاد می‌کند. lrm; در این پژوهش به منظور بر طرف نمودن اشکال اساسی روش فیشر ، یک روش آشکارسازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادشده مولفه‌های شبکه‌ی کندی ) به‌عنوان کروموزوم برای الگوریتم ژنتیک تعریف شده‌اند و الگوریتم ژنتیک این مزیت را ایجاد کرده است که برخلاف روش‌های پیشین، جستجو در یک شبکه‌ی کندی پیوسته صورت بگیرد. لذا پیوسته بودن شبکه و بررسی شدن تنها تعداد محدودی از بردارهای کندی به‌ترتیب باعث کاهش میزان خطا و زمان پردازش شده‌اند. lrm; lrm; lrm;در شبیه‌سازی انجام‌شده، میزان خطای سرعت ظاهری و زاویه‌ی ورودی به ترتیب برابر با 0/5923 و 0/071 گردیدند و زمان پردازش به‌طور متوسط از 07 /25835 به 533/55 ثانیه کاهش یافت.

Accuracy and acceleration improvement of Fisher-based infrasound signal detection using ‎Genetic ‎Algorithm (Research Article)

Sound waves with frequencies below the human hearing threshold in the range of 0.002 Hz to 20 Hz lrm;, lrm;which are traveling through the atmosphere lrm;, lrm;are referred to as infrasound lrm;. lrm;Wind is the main noise in the abovementioned frequency range lrm;. lrm;The operation of receiving and detecting of infrasound are often hampered by wind lrm;. lrm;Therefore lrm;, lrm;high quality detectors are required lrm;. lrm;For this purpose lrm;, lrm;sensor arrays and array signal processing techniques are utilized lrm;. Fisher ratiobased signal detection is a widely used and powerful method in the field of infrasound lrm;. lrm;The main drawback of this approach is its high computational time due to the repeated computation of test statistics for each element of the slowness grid lrm;. lrm;Thus lrm;, lrm;the researchers use a relatively lowresolution slowness grid in order to save time in processing lrm;. lrm;On the other hand lrm;, lrm;low resolution results in an error in the values of estimated parameters of infrasound waves lrm;. In this study lrm;, lrm;a genetic algorithm based detection method is proposed in order to overcome the fundamental problems of the Fisher method lrm;. lrm;In the proposed method lrm;, lrm;the slowness grid components (px, py) are defined as the chromosome for the genetic algorithm lrm;. lrm;Despite the previous methods lrm;, lrm;the genetic algorithm has created the advantage that searching could be conducted in a continuous slowness grid lrm;. lrm;Therefore lrm;, lrm;the continuity of the network and searching only a limited number of slowness vectors reduce error rates and processing time respectively lrm;. lrm;The apparent velocity and incoming angles became 0.5923 and 0.0710 respectively lrm;, lrm;and the processing time decreased considerably from 25835.07 seconds to 533.55 seconds on average lrm;.