Sayısal filtre katsayılarının genetik algoritma kullanılarak yuvarlatılması /
Yazar: NURHAN KARABOĞA
Danışman: DOÇ.DR. MUSTAFA ALÇI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1994
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Genetik = Genetics ; Sayısal filtreler = Digital filters ; Sayısal işaret işleme = Digital signal processing

Özet:
ÖZET Sayısal filtreler, sayısal işaret işlemenin temel elemanlarından birisidir. Sayısal filtrelerin tasarımında kullanılan katsayıların, kuantalanması gereklidir. Kuantalanmış katsayılar ile tasarlanan filtrenin karakteristiği orijinal filtre karakteristiğinden farklı olmaktadır. Bu farklılık, katsayılarda kuantalamadan meydana gelen değişimin büyüklüğüne bağlı olarak değişmektedir. Bundan dolayı, katsayıların kuantalanması sayısal filtre tasarımında önemli bir basamaktır. Bu tez çalışmasında, sayısal filtrelerin bir alt grubu olan sonlu süreli darbe cevabına (finite-impulse-response-FIR) sahip filtrelerin, katsayılarının kuantalanması için genetik algoritmaya (GA) dayalı bir kuantalama tekniği geliştirilmiştir. Tezin birinci ve ikinci bölümünde sırasıyla, sayısal işaret işlemenin temel kavramları ile tezin amacı açıklanarak, ayrık zamanlı işaretler ve sistemler tanıtılmaktadır. Üçüncü bölümde, filtre katsayılarının kuantalanması için geliştirilen teknikte kullanılan genetik algoritmalara kısa bir giriş yapılmaktadır. Dördüncü bölümde, sabit noktalı (fixed-point) sayılar kullanılarak tasarlanan FIR filtrelerin katsayılarının kuantalanmasma, genetik algoritmaların nasıl uygulandığı izah edilmekte ve elde edilen çeşitli FIR filtre tasarımlarına ait simülasyon neticeleri verilmektedir. Beşinci bölümde, geliştirilen katsayı kuantalama tekniğinin kayan noktalı (floating-point) sayıların kullanıldığı FIR filtre tasarımlarında nasıl kullanıldığı açıklanmakta ve elde edilen simülasyon neticeleri tartışılmaktadır. Son bölümde ise, bu çalışmadan çıkartılabilecek sonuçlar tartışılmakta ve bu tez çalışmasına ilave olarak gelecekte neler yapılabileceği hakkında bilgi verilmektedir.

Abstract:
VI SUMMARY Digital filters are one of the basic elements of the digital signal processing. In the design of a digital filter, its coefficients have to be quantized. Therefore, the characteristic of the filter designed using the quantized coefficients becomes different from the original filter characteristic. The difference between two characteristic varies depending on the amount of change in the coefficients due to the quantisation. That is why, the quantisation of coefficients is an important step of filter design process. In this thesis, a technique based on genetic algorithm (GA) to quantise coefficients of finite-impulse-response (FIR) filters which is a sub-group of digital filters is developed. In the first and second chapters, the basic concepts of digital signal processing and the objective of the thesis are explained and the discrete-time signals and systems are introduced.In the third chapter, genetic algorithm used in the proposed technique is briefly introduced. The fourth chapter explains how a GA is employed for the quantisation problem of coefficients designed using fixed-point numbers and the simulation results obtained for various filters are presented. In the fifth chapter, the proposed technique is applied to the quantisation of the coefficients represented using floating-point numbers and the simulation results obtained are given. Finally, in the last chapter, the conclusions which can be drawn from this study and the works which can be done in the future in addition to this work are discussed.