Çok Amaçlı Optimizasyon Algoritmalarının Sıkıştırılmış Algılamada Kullanılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik- Elektronik Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MURAT EMRE ERKOÇ
Danışman: Nurhan Karaboğa
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sıkıştırılmış algılama, bir sinyali belirli koşullar altında kendi uzunluğundan daha az sayıda örnek kullanarak geri oluşturabilen bir sinyal işleme yöntemidir. Bu yöntemde, sinyalin az sayıda örnekleri kullanılarak elde edilmiş olan ölçümlerinden orijinal sinyali geri oluşturmak için Seyrek Sinyal Geri Oluşturma (SSR) algoritmaları kullanılmaktadır. Literatürde çeşitli SSR yöntemleri önerilmiştir. Son yıllarda, SSR alanında Çok Amaçlı Optimizasyon Algoritmaları (MOOA) da kullanılmaktadır. SSR problemi seyreklik ve ölçüm hatası olarak iki amaç fonksiyonu şeklinde ifade edilebilmektedir. Bu iki amaçlı optimizasyon probleminin optimizasyonunda MOOA'ların kullanımı, düzenleme parametresinin algoritma performansı üzerindeki hassas etkisini ortadan kaldırmaktadır. Bu tez çalışmasında, öncelikle literatürde yer alan çok amaçlı seyrek geri oluşum metotları incelenmiş ve ardından MOABC algoritmasına dayalı bir SSR yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntem, seyrekliği ve ölçüm hatasını aynı anda optimize etmektedir. Ayrıca NSGA-II, MOEA/D ve MOPSO gibi diğer MOOA'lar da SSR problemine uygulanmıştır. Algoritmaların literatürdeki SSR algoritmalarıyla karşılaştırılmasında EKG, görüntü ve SOTF gibi çeşitli test sinyalleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, önerilen yöntemin karşılaştırılan algoritmalara göre bazı üstünlükleri bulunmaktadır. Ayrıca bu tez çalışmasında, klasik SSR metotlarından olan OMP algoritmasının FPGA üzerinde donanım uygulaması yapılmıştır. Tasarlanan OMP algoritmasının en küçük kareler yaklaşımı aşamasında QR ayrışım metodu kullanılmıştır. Tasarlanan OMP algoritması, uzunluğu 128, seyreklik seviyesi 5 olan sinyali 32 adet ölçüm ile geri oluşturabilmektedir. Anahtar Kelimeler: Sıkıştırılmış Algılama, Seyrek Geri Oluşum, Çok Amaçlı Optimizasyon; Sayısal Tasarım, FPGA.