Sayısal süzgeç tasarımı ve uygulamaları

Abstract

Sinyal süzme; veri iletişimi, biyomedikal uygulamalar, askeri ve sivil elektronik sistemler, endüstriyel uygulamalar gibi içerisinde değişik sinyal işleme yöntemlerinin bulunduğu sistemlerde yaygın bir biçimde kullanılır. Bu çalışmada sayısal sinyal işlemenin en temel dayanağı olan ?Ayrık Zamanlı Fourier Dönüşümü? ve bu dönüşümün zayıf tarafı olan zamanda yerellik sorununu çözen ?Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü? ve frekansa göre uyarlamalı zaman ölçeklemesi ile öne çıkan ?Dalgacık Dönüşümü? ayrıntılı incelenecektir. Daha sonra bünyesinde istatistiksel süzme yaklaşımlarını da içeren ve birçok eniyileme algoritması barındıran Optimal Süzgeç tasarım yöntemleri incelenecektir.Teorik altyapısı hazırlanan IIR sayısal süzgeç tasarım teknikleriyle MATLAB® ortamında benzetim çalışması yapılacak ve süzgeç tasarımları için etkileşimli bir program geliştirilecektir. İkinci aşamada ise önceden tanıtılan tekrarsız Optimal Wiener süzgeç tasarım teknikleri kullanılarak, günlük hayatta kullanılabilecek fetal ECG sinyallerinin anne ECG sinyalinden ve diğer gürültü unsurlarından ayırt edilmesi yine MATLAB ortamında tasarlanacak bir programla hedeflenmiştir. Ayrışım sonucu ortaya çıkacak olan gürültünün dalgacık dönüşümü ile temizlenmesi ve bu sonuçların diğer yöntemlerle sağlıklı karşılaştırılabilmesi için çeşitli başarım ölçütleri geliştirilip, yorumlanmıştır.

Signal filtering, is frequently used at data communication, biomedical systems, military and civilian electronic systems, industrial applications in which different variety of signal processing techniques are applied. In this study, ?Discrete Fourier Transformation?, the most important foundation support of the digital signal processing, will be inquired. In order to overcome the time localization problem of Fourier Transform ?Short Time Fourier Transform? and with the distinct property of adaptive time scaling with respect to frequency ?Wavelet Transform? will be introduced respectively.With the theoretical foundations of digital IIR filters, interactive digital filter design program will be developed at MATLAB® environment. At the second stage with the knowledge of optimal Wiener filter design techniques, as an example of real life problems, it is aimed to design a program which extracts fetal ECG from mother ECG signal and other noise sources. Noise at the extracted results will be cancelled by wavelet methods and for the accuracy of the compared results some performance criteria developed and interpreted.