260 likes | 401 Views
Korištenje wavelet paketa za rješenje problema slijepe separacije 1-D signala i slika. Ivan Ivek. Uvod u problematiku. BSS – problem: -poznati skup linearnih kombinacija izvora -nepoznati izvori i koeficijenti linearne kombinacije Geometrijski pristup PCA/ICA. Formulacija problema.
E N D
Korištenje wavelet paketa za rješenje problema slijepe separacije 1-D signala i slika Ivan Ivek
Uvod u problematiku • BSS – problem: -poznati skup linearnih kombinacija izvora -nepoznati izvori i koeficijenti linearne kombinacije • Geometrijski pristup • PCA/ICA
Formulacija problema x(t) = As(t) xi(t) = ai,1 s1(t)+...+ ai,k sk(t)+...+ ai,n sn(t) n nepoznatih nezavisnih izvora s1(t), ..., sn(t) m poznatih mješavina x1(t), ..., xm(t)
Formulacija problema x(t) = As(t) Za n=mA je kvadratna saproks=A-1x(t)
Sparseness - motivacija • većina vrijednosti uzoraka izvora jednaka je nuli • prirodni signali nisu sparse • moguće istaknuti sparseness u domeni transformacije - WP
Sparseness - motivacija • nema koincidencije impulsa duz t–osi • orijentacije u prostoru stanja (scatter plot)
Sparseness - motivacija • reprezentacija izvora u WP - domeni
PCA za minimizaciju statističke ovisnosti drugog reda signala, dijagonalizacijom kovarijacijske matrice. ICA Zahtjevi: Statistička nezavisnost izvora Najviše jedan izvor smije imati Gassovu distribuciju Matrica miješanja A je nesingularna, različita od jedinične matrice
Prostor mješavina, vremenska domena Prostor mješavina, potpuno WP drvo
Geometrijski postupak • Tražimo orijentacije grupa koeficijenata • Projekcija na jediničnu hipersferu • c-means clustering centroids = 0.4502 0.8930 0.9513 0.3084 AArec = 0.4502 0.9513 0.8930 0.3084
Izvori Estimacije izvora
Prostor mješavina, potpuno WP drvo: Hoćemo sparse prikaz! Uvodimo: Mjera za sparseness ukupna srednja vrijednost euklidske udaljenosti svake točke (projekcije) iz clustera do pripadajućeg centroida
Prostor mješavina, koeficijenti iz 3 najrjeđa čvora: AArec_geom = 0.2575 0.7150 0.9663 0.6991
Estimacije, geometrijska metoda Estimacije, JADE
Pseudoinverz matrice • Matrica miješanja je 3x2 • nema inverz • Računamo pseudoinverz • nije jedinstven • U MATLAB-u Moore-Penrose pseudoinverz pinv()
Estimacije, geometrijska metoda Estimacije, JADE
Jade je nemoćan Do not ask more sources than sensorshere!!!
Pokušaj rekonstrukcije izvora iz WP koeficijenata • Dobivanje orijentacija iz koeficijenata nekoliko čvorova koji daju najmanju sparseness-mjeru • Za koeficijente svakog terminalnog čvora odabrati one koji najbolje odgovaraju jednoj orijentaciji; njih zadržati, ostale u 0 • Rekonstrukcijom WP drva dobiva se estimacija izvora koji odgovara toj orijentaciji
Literatura: • Alexander M. Bronstein et al.: Sparse ICA for Blind Separation of Transmitted and Reflected Images • Damir Seršić: Napredne metode digitalne obradbe signala, predavanja • Hilit Unger, Yehoshua Y. Zeevi: Blind Separation of Spatio-temporal Synfire Sources and Visualization of Neural Cliques