
تعداد نشریات | 45 |
تعداد شمارهها | 1,418 |
تعداد مقالات | 17,429 |
تعداد مشاهده مقاله | 56,196,687 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,519,567 |
حسگری فشرده انتشاری | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ، انتشار آنلاین از تاریخ 26 تیر 1403 اصل مقاله (1018.95 K) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/tjee.2024.59679.4781 | ||
نویسندگان | ||
سید حمید صفوی* 1؛ فاطمه اصغریه لو2 | ||
1استادیار، دانشکده فناوریهای نوین نمین، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
2دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
چکیده | ||
نمونهبرداری مناسب و همچنین بازیابی میدان مکانی-زمانی حاصل از منبع میدان انتشاری از روی نمونههای محدود و گسسته شبکه حسگری، دو مرحله مهم در پایش محیطی یک میدان انتشاری مانند گرما است. نمونهبرداری توسط شبکههای حسگر دارای محدودیتهایی است: 1) محدودیت در تعداد گرههای حسگر که رزولوشن مکانی را محدود میکند. 2) عمر باتری گره حسگر که مصرف انرژی و نرخ نمونهبرداری زمانی را محدود میکند. حسگری فشرده (CS) روش متداولی برای غلبه بر مشکلات نمونهبرداری شبکههای حسگر است. با این حال برای بازیابی میدان از روی نمونهها نیازمند روشی کارآمد است. بدین منظور در این مقاله روش حسگری فشرده انتشاری (DCS) با افزودن معادلات با مشتقات جزئی (PDE) حاکم بر میدان مکانی-زمانی به عنوان اطلاعات جانبی به صورت یک قید به مسئله بهینهسازی روش حسگری فشرده پیشنهاد میشود. دو روش DCS-I و DCS-II با توجه به نحوه تخمین پارامتر مشتق زمانی موجود در PDE در هر لحظه، ارائه شدهاست. همچنین به منظور مدلسازی بهتر وابستگی بین فریمهای زمانی، حسگری فشرده انتشاری مبتنی بر ضرب کرونیکر (KDCS) پیشنهاد شدهاست که در آن ماتریس حسگری ساختاریافته توسط ضرب کرونیکر طراحی شدهاست. با استفاده از نتایج شبیهسازیها نشان داده شدهاست که روش پیشنهادی ساختاریافته عملکرد بهتری نسبت به روشهای موجود دارد. | ||
کلیدواژهها | ||
شبکههای حسگر؛ حسگری فشرده؛ میدانهای انتشاری | ||
مراجع | ||
[1]Vadeboncoeur, Ö.D. Akyildiz, I. Kazlauskaite, M. Girolami, and F. Cirak, “Fully probabilistic deep models for forward and inverse problems in parametric PDEs”. Elsevier Journal of Computational Physics, vol. 491, pp.112369, 2023. [2] Zhao, J.C. Ye, and Y. Bresler, “Generative Models for Inverse Imaging Problems: From mathematical foundations to physics-driven applications”, IEEE Signal Processing Magazine, vo. 40, no. 1, pp.148-163, 2023. [3] Hammernik, T. Küstner, B. Yaman, Z. Huang, D. Rueckert, F. Knoll, and M. Akçakaya, “Physics-Driven Deep Learning for Computational Magnetic Resonance Imaging: Combining physics and machine learning for improved medical imaging”, IEEE Signal Processing Magazine, vol. 40, no. 1, pp.98-114, 2023. [4] Kitić, L. Albera, N. Bertin, and R. Gribonval, “Physics-driven inverse problems made tractable with cosparse regularization”, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 64, no. 2, pp.335-348, 2015. [5] Ranieri, A. Vincenzi, A. Chebira, D. Atienza, and M. Vetterli, “Near-optimal thermal monitoring framework for manycore systems-on-chip,” IEEE Transactions on Computers, vol. 64, no. 11, pp. 3197-3209, 2015. [6] Murray-Bruce and P. Dragotti, “Estimating localized sources of diffusion fields using spatiotemporal sensor measurements,” IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 63, no. 12, pp. 3018–3031, 2015. [7] Murray-Bruce, and P. L. Dragotti, “Solving Inverse Source Problems for linear PDEs using Sparse Sensor Measurements”, in 50th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, pp. 517-521, 2016. [8] Murray-Bruce, and P. L. Dragotti, “A sampling framework for solving physics-driven inverse source problems”. IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 65, no. 24, pp.6365-6380, 2017. [9] Zhang, W. Li, J. Xiao, and J. Liu, “Thermal field reconstruction based on weighted dictionary learning”, IET Circuits, Devices & Systems, vol. 16, no. 3, pp.228-239, 2022. [10] C. Chen, H.W. Tang, C.H. Wu, and C.H. Chen, “Thermal sensor placement for multicore systems based on low-complex compressive sensing theory”, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol 41. no. 11, pp.5100-5111, 2022. [11] Alexandru, T. Blu, P. L. Dragotti “Diffusion SLAM: Localizing Diffusion Sources From Samples Taken by Location-Unaware Mobile Sensors”, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 69, pp. 5539-5554, 2021. [12] Alexandru, T. Blu, and P. L. Dragotti, “D-SLAM: Diffusion Source Localization and Trajectory Mapping”, IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), pp. 5600-5604, 2020. [13] Salgia, and A. Kumar, “Bandlimited Spatiotemporal Field Sampling with Location and Time Unaware Mobile Sensors”, IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), pp. 4574-4578, 2018. [14] Rostami, N-M Cheung, and T. Quek. “Compressed sensing of diffusion fields under heat equation constraint,” IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2013, pp. 4271-4274. [15] Cobos, M. Pezzoli, F. Antonacci, and A. Sarti, “Acoustic source localization in the spherical harmonics domain exploiting low-rank approximations”, In IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), pp. 1-5, June, 2023. [16] Othmani, N.S. Dokhanchi, S. Merchel, A. Vogel, M.E.Altinsoy, C. Voelker, and F. Takali, “Acoustic tomographic reconstruction of temperature and flow fields with focus on atmosphere and enclosed spaces: A review”, Applied Thermal Engineering, vol. 223, p.119953, 2023. [17] Becker, L. Albera, P. Comon, R. Gribonval, F. Wendling, and I. Merlet, “Brain-source imaging: From sparse to tensor models,” IEEE Signal Processing Magazine, vol. 32, no. 6, pp. 100–112, Nov 2015. [18] H. Eom, “Electroencephalography source localization”. Clinical and Experimental Pediatrics, vol. 66, no. 5, pp.201-209, 2023. [19] Azarnia, M. A. Tinati, and T. Y. Rezaii, “Cooperative and distributed algorithm for compressed sensing recovery in WSNs”, IET Signal Processing, vol 12, no. 3, pp. 346-357, 2018. [20] L. Donoho, “Compressed sensing”, IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 52, no. 4 , pp. 1289–1306, 2006. [21] J. Candes, J.K. Romberg, T. Tao, “Stable signal recovery from incomplete and inaccurate measurements”, Commun. Pure Appl. Math, vol. 59, no. 8, pp. 1207–1223, 2006. [22] G. Baraniuk, “Compressive sensing,” IEEE Signal Processing Magazine, vol.24, no.4, 2007. [23] J. Candès and M. B. Wakin, “An introduction to compressive sampling,” IEEE Signal Processing Magazine, vol.25, no.2, pp.21–30, 2008. [24] J. Candès et al., “Compressive sampling,” in Proceedings of the international congress of mathematicians, vol.3, Madrid, Spain, 2006, pp.1433–1452. [25] Strohmer, “Measure what should be measured: progress and chllenges in compressive sensing,” IEEE Signal Processing Letters, vol. 19, no. 12, pp.887-893, 2012. [26] A. Davenport, M. F. Duarte, Y. C. Eldar, and G. Kutyniok, “Introduction to compressed sensing”, In Compressed Sensing: Theory and Applications (pp. 1-64). Cambridge University Press, 2012. [27] S. Chen, D. L. Donoho, and M. A. Saunders, “Atomic Decomposition By Basis Pursuit”, SIAM Review, vol. 43, no. 1, pp. 129-159, 2001. [28] علیجبار رشیدی، ایمان فرامرزی، رحیم انتظاری، «بازسازی سیگنال تنک رادار دهانه ترکیبی معکوس مبتنی بر همبستگیهای درون خوشهای»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 50 ،شماره 2 ، صفحات 709-722، 1399. [29] شهریار شیروانی مقدّم، راشین جلیلی دانالو، «شناسایی رادیوئی کاربران اولیه بر اساس سنجش فشرده مشارکتی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 47 ،شماره 4 ، صفحات 1551-1561، 1396. [30] هادی شکری، محمدحسین کهایی، «حسگری فشرده تصاویر ابرطیفی با دستهبندی طیفی و بازسازی با تنظیمکننده تغییرات کلی طیفی- مکانی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 47 ،شماره 4 ، صفحات 1513-1521، 1396.
[31] محمود طوماری، سپیده جباری، « فشردهسازی سیگنالهای ژنوم با کمک حسگری فشرده و کاربرد آن در مقایسه دنبالههای ژنی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 49 ،شماره 1 ، صفحات 307-316، 1398. [32] F. Duarte, S. Sarvotham, D. Baron, M.B. Wakin, R.G. Baraniuk, “Distributed compressed sensing of jointly sparse signals”, in: Proc. Asilomar Conf. Signals, Syst. Comput., 2005, pp. 1537–1541. [33] Torkamani, H. Zayyani, and R.A. Sadeghzadeh, “Model-based decentralized Bayesian algorithm for distributed compressed sensing”, Signal Processing: Image Communication, vol. 95, pp. 116212, 2021. [34] Azarnia, M. A. Tinati, A. A. Sharifi, and H. Shiri, “Incremental and diffusion compressive sensing strategies over distributed networks”, Digital Signal Processing, vol. 101, pp.102732, 2020. [35] Zhang, “Theory of compressive sensing via l1-minimization: a non-rip analysis and extensions,” Journal of the Operations Research Society of China, vol. 1, no. 1, pp. 79–105, 2013. [36] Beck and M. Teboulle, “A Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm for Linear Inverse Problems,” SIAM Journal on Imaging Sciences, vol. 2, no. 1, pp. 183–202, 2009. [37] Huang and S. Zhang, “Complex matrix decomposition and quadratic programming,” Math. Oper. Res., vol. 32, p. 758-768, Aug. 2007. [38] H. Safavi, M. Ardebilipour, S. Salari, “Relay Beamforming in Cognitive Two-Way Networks with Imperfect Channel State Information” IEEE Wireless Communications Letters, vol. 1, no. 4, pp. 344-347, 2012. [39] Vandenberghe and S. Boyd, “Semidefinite programming,” SIAM review, vol. 38, no. 1, pp. 49–95, 1996. [40] Grant and S. Boyd, “CVX: Matlab software for disciplined convex programming”, version 2.0 beta. http://cvxr.com/cvx, September 2013. [41] Ghaffari, M. Babaie-Zadeh, and C. Jutten, “Sparse decomposition of two dimensional signals,” in IEEE International [42] F. Duarte and R. G. Baraniuk, “Kronecker compressive sensing,” IEEE Transactions on Image Processing, vol. 21, no. 2, pp. 494–504, 2012. [43] Liu, G. Trenkler, T. Kollo, D. von Rosen, O. Baksalary, “Professor Heinz Neudecker and matrix differential calculus”. Statistical Papers, 2023. doi:10.1007/s00362-023-01499-w. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 296 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 12 |