385
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Environmental sound database design and implementation
This thesis proposes "An Environmental Sound Database Design and Implementation" for environmental sound recognition. Environmental sound recognition has become a hot topic in recent years. Environmental sound recognition can be used in security systems, in robot navigation, in internet search engines and more. It is necessary to establish a database which comprises the sounds to be recognized in advance to be able to recognize the environmental sounds. Sound database development is the first stage of all environmental sound recognition tasks. In this study, a database based relational database system is designed.. The sound databases designed and used so far are all constructed on the directory and file system of the operating system. For the first time, a sound database system was constructed using relational database and SQL (Structured Query Language) was used. After database design, the example sounds was loaded, a GUI (Graphical User Interface) as a desktop application and a web interface for accessing over internet was designed.
Realization of ultrawideband linear microwave low noise amplifier
During the last decade, stimulated by unprecedented growth in the wireless communication application, outstanding progress has been made in the development of low-cost solutions for front-end RF and microwave systems. This growing demand has further forced microwave amplifiers to widen their bandwidth. Widening bandwidth has become a pressing issue for microwave circuit designers. Today, broadband and ultra-wideband amplifiers are one of most researched topics of microwave engineering.In this study, I aimed to design an ultra-wideband low noise amplifier utilizing in-hand technology. I had to take in to consideration to what I could reach, and that, inevitably, had a huge impact on my design and realization process. In the paper I firstly focused on theoretical background of microwave amplifier design. Then, I had demonstrated that PSO can be successfully employed for a design of matching circuit for ultra-wideband applications. In this work I had extensively utilized PSO code developed by Asst. Prof. Dr. Salih DEMİREL and Prof. Dr. Filiz GÜNEŞ.
Computation of electromagnetic fields scattered by cylindrical targets buried in a medium with a periodic surface
Electromagnetic scattering from a two dimensional, cylindrical, and dielectric object of arbitrary cross-section buried in a lossy dielectric half-space having a periodically rough surface is investigated by a new numerical method. The method is outlined for TMz (horizontally) polarized incident wave.The basis of the new solution technique is that if a target is close to the surface, the electromagnetic fields will be nearly identical to that without the target, except within the region of finite extent near the target. Thus, the current on the surface will be affected only in a finite portion of the surface near the target. The electric field integral equations (EFIEs) for the equivalent currents on the target and the perturbation equivalent currents (the difference currents with target present and with target absent) on the surface are obtained by using this approach and solved by the Method of Moment (MoM) in frequency domain. Then, inverse Fourier transform is utilized to get the time domain signals. The short-pulse scattering results is used to investigate the effects of multipath.
Uzun vadeli evrim performans analizi
Mobile networks have triggered advances and changes in telecommunications world over the last two decades. In addition to the voice communication, the data usage has grown day by day. The recent increase of the data usage in mobile networks and appearance of new applications such as online gaming, mobile TV, streaming contents have greatly motivated the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) to work on the Long Term Evolution (LTE). 3GPP LTE is the evolution of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) which will make possible to deliver high quality multimedia services according to the users' expectations. LTE offers many significant improvements over previous technologies such as UMTS and High-speed packet access (HSPA). Higher downlink and uplink speeds, lower latency and simpler network architecture are among the new and important features that are provided in LTE. In this thesis, the simulations for the performance analysis of LTE are presented. The effects of different parameters and other factors are investigated. The performance analysis results are shown in terms of Block Error Ratio (BLER) and Throughput versus Signal-to-Noise Ratio (SNR).
Bulanık görüntülerin yapay sinir ağları ile onarılması
Görüntü işleme sistemleri günümüzde birçok farklı uygulamada kullanılmaktadır. Örneğin bazı nedenlerle üzerine gürültü eklenmiş, bulanıklaştırılmış ve kontrast ayarı bozulmuş olan görüntülerin görsel açıdan fark edilememesi sebebiyle insan algısının görme konforunu arttıracak görüntüyü iyileştirme teknikleri giderek yaygınlaşmaktadır. Bulanık ve gürültülü resimlerdeki bozucu etkinin fark edilmesi ve ortadan kaldırılması amacıyla bu tezde yapay sinir ağı tabanlı bir yöntem geliştirilmiştir. Öncelikle resmin kalitesini belirleyebilmek için orijinal ve bozulmuş halini karşılaştırıp çeşitli istatistiksel ifadelerden oluşan bir veritabanı oluşturulmuştur. Bu veri tabanının içerdiği kodlanmış görüntüler yapay sinir ağına öğretilip, yapılan simülasyonlarla yapay sinir ağı sayesinde resmin orijinal veya bozulmuş olduğuna ya da veritabanı dışında veya içinde olduğuna karar verilmiştir. İnsan gözünün algılayamadığı derecede bozulan resmin giriş olarak verildiği yapay sinir ağı bu resmin orijinalini tanımlamıştır. Bu tezde önerilen sistemle, öğrenmiş yapay sinir ağı orijinal resimleri ve birçok farklı oranda uygulanmış gaussian, çarpımsal ve bulanıklık içeren bozucu etkileri öğrenmiştir. Sonuç olarak yapay sinir ağı, yapılan eğitme simülasyonlarından sonra veritabanı içindeki öğretilmemiş örneklerdeki bozulmayı göz önüne alarak resmin orijinaline ulaşmıştır.Anahtar Kelimeler: Görüntü Onarma, Bulanıklık, Resim gürültüsü, Yapay Sinir Ağı
Zaman-frekans dağılımları ve kesirli Fourier dönüşümü ile yeni haberleşme ve uyarlanır sistem tasarımları
Bu tez çalışmasının ilk kısmında yapılan çalışma ile zaman-frekans analiz yöntemleri geliştirilmiş, ikinci kısmında ise yeni haberleşme sistemleri ile kesirli Fourier bölgesinde gerçeklenen uyarlanır filtreleme modelleri tasarlanmış ve literatüre özgün katkılarda bulunulmuştur.İşaretlerin zaman-frekans gösterim yöntemlerinden kısa-süreli Fourier dönüşümü, Wigner dağılımı, belirsizlik fonksiyonu, kesirli Fourier dönüşümü tanıtan ve zaman-bant genişliği çarpımına dair ön bilgilere yer veren Bölüm 2'nin ardından, özgün tez çalışmalarını içeren birinci kısımda, zaman-frekans gösterim yöntemlerinden biri olan ayrık evrimsel dönüşüm (AED) tekniği ile genelleştirilmiş zaman-bant genişliği çarpımı-yönünden optimum kısa süreli Fourier dönüşümü (GTBP-optimum-KSFD) arasındaki ilişki incelenmiş ve AED'nin analiz penceresinin işarete göre uyarlanır bir şekilde seçilmesi sağlanarak gösterim iyileştirilmiştir.Tezin ikinci kısmı zaman-frekans algoritmalarının kullanımı ile sistem modeli geliştirimi üzerinedir. Bu kapsamda iki özgün haberleşme sistem modeli önerilmiş ve kesirli Fourier bölgesinde uyarlanır filtreleme bir aktif gürültü problemi uygulaması üstünde literatürde ilk kez ele alınmıştır.Haberleşme sistemlerinde izgenin verimli kullanımı oldukça önemlidir. Tez kapsamında geliştirilen haberleşme sistemlerinde, izgesel kullanım veriminin artırılması amacıyla zaman-frekans algoritmaları kullanılmıştır. Önerilen birinci çalışmada, Hermite-Gauss işaretlerinin veri ile ağırlıklandırılmış bir birleşimi ile toroidal bir dalga formu üretilmiş ve bu dalga formu kullanılarak izgesel verimliliği yüksek bir haberleşme sistemi elde edilmiştir. Zaman bant genişliği çarpımı, izgesel verimlilikte bir ölçüt olarak kullanılmıştır.Telsiz kanallarda haberleşme çok yollu sönümleme, gölgeleme, Doppler frekans kayması gibi birçok bozucu etki altında gerçekleşmektedir. Bu bozucu etkiler nedeniyle alıcı, kanaldan gelen veriyi doğru bir şekilde çözememekte ve dolayısıyla telsiz haberleşme sisteminin kalitesi düşmektedir. Bu durum kanal kestirimini oldukça önemli hale getirmektedir. Kanal kestirimi çoğunlukla veri gönderiminden önce pilot işaret gönderilerek yapılmaktadır, ancak pilot işaret kullanımı sistemin izgesel verimliliğini düşürmektedir. Bu tez kapsamında izgesel verimliliği düşürmeden kanal kestirimi yapabilen bir haberleşme sistemi önerilmiştir. Çörp işaretlerin taşıyıcı olarak kullanıldığı çok taşıyıcılı haberleşme sistemi veriyi zaman-frekans bölgesinde dikdörtgen alanlar yerine dairesel bir alanda iletmektedir. Sistemde demodülasyon işlemi kesirli Fourier dönüşümü kullanılarak gerçeklenmiştir. Kesirli Fourier dönüşümünün iki önemli özelliği kullanılarak, çörp-tipi taşıyıcılar hem veri taşımakta hem de pilot işlevi görmektedir. Bu sayede izgesel verimliliği yüksek bir haberleşme sistemi elde edilmiştir.Son bölümde, çoğunlukla zaman ya da Fourier bölgelerinde gerçeklenen uyarlamalı filtreler için yeni bir dönüşüm bölgesi olarak kesirli Fourier bölgesi önerilmektedir. Önerilen sistemin başarımı, aktif gürültü problemi ele alınarak incelenmiş ve ortamdaki mekanik sistemlerin gürültüsünün akustik bastırımı benzetimlerle gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Ayrık evrimsel dönüşüm (AED), belirsizlik fonksiyonu (AF), kısa süreli Fourier dönüşümü (KSFD), çok taşıyıcılı haberleşme sistemleri, çörp işaretler, Hermite-Gauss işaretler, kesirli Fourier dönüşümü (KFD), toroidal kafes, uyarlamalı filtreler, Wigner dağılımı (WD), zaman-bant genişliği çarpımı.
Metaheuristic algorithms in analog integrated circuit design
Development in the technology increases demand to high efficiency and more precise analog integrated circuits. Nowadays analog integrated circuit design is generally managed by optimization tools. Thus, usage of optimization tools in order to have high precision from analog integrated circuits has gained more importance than they were in the past. Developing reliable automatic tools in analog IC design is very important because of the optimization contradictions. This thesis presents the benefits of evolutionary and multi-objective algorithms which are metaheuristic algorithms on a two stage operational amplifier design using Harmony Search Algorithm (HSA) and Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II). HSA is a new kind of algorithm which was inspired from the musicians those are looking for a perfect state of harmony that produces the best sound. NSGA-II is one of the most efficient algorithms using elitist approach which sorts the population in different fronts using the non-domination order relation. Synthesis of the opamp is realized with these algorithms. There are several contradictions in the opamp design. For instance, in order to decrease the power dissipation, the tail current should be decreased. However reducing the current causes a decrease in slew rate and gain bandwidth product. Thus, optimization is required to find an optimum point. This optimization problem was solved using Harmony Search and Non-dominated Sorting Genetic Algorithms in order to obtain the optimum transistor sizes and optimum values of other circuit parameters which satisfy all the constraints.
Evolutionary algorithm based electronic circuit design automation
Together with the increase in electronic circuit complexity, the design and optimization processes have to be automated with high accuracy. Generally, optimization is a very difficult and time consuming task including many conflicting criteria and a wide range of design parameters. Therefore, fast and accurate evolutionary methods are being utilized for accommodating required functionalities and performance specifications in electronic circuit design automation area. Harmony Search and Differential Evolution algorithms are utilized for fast and optimal design of analog discrete and integrated circuit design having a fixed topology for a particular process technology. Simulation results indicate that these algorithms are very efficient methods for optimal component selection and sizing task in electronic circuit design automation. Since once programmed, no human intervention is required, the proposed method yields completely automated sizing of optimal circuits by means of both discrete and integrated design concepts.
Uzak bilgisayar kontrollü robot kol
Endüstriyel üretim tesislerinde sıkça rastlanan robot işçileri ve robot kol mekanizmaları pek çok ağır ve tehlikeli işi en verimli şekilde yerine getirmektedir. Özellikle otomotiv endüstrisinde yoğun şekilde kullanılmalarının yanında tamamen robot işçilerden oluşmuş fabrikalar da mevcut durumdadır. Bunun yanısıra internet erişim ağının genişlemesi de uzak bağlantı sorunlarının ve zorluklarının önüne geçmiştir. Bu amaçla projede robot kolların uzaktan kontrol edilmesinin gerekli görüldüğü endüstriyel, bilimsel ya da eğlence amaçlı sistemler simüle edilmiştir.Gerçekleştirilen Uzak Bilgisayar Kontrollü Robot Kol projesinde, tasarlanan robot kolun 4 eklemli iskelet yapısı 7 ayrı servo motor tarafından kontrol edilmektedir. Mikrodenetleyici üzerinden PWM sinyalleri ile yönlendirilen bu servo motorlar, Delphi programlama dili ile hazırlanan Uzak Bilgisayar Kontrollü Robot Kol (RCRA) arayüz programı ile bilgisayar üzerinden klavye ve mouse aracılığıyla kontrol edilmektedir. Klavye ve mouse ile bilgisayar üzerinden eşzamanlı kontrolün yanı sıra iki farklı demo hareketi ile önceden tanımlanan bu iki farklı görevin komutlarının robot kol tarafından sırasıyla yapılması sağlanmıştır.Bilgisayar üzerinden kontrolde uzak bağlantıyı da desteklemesi için seri-Ethernet dönüştürücü kullanıldığından dolayı internet ve yerel ağ üzerinden robot kola istenilen komutları göndermek mümkün olmaktadır. Bu sayede robot kola internet olan herhangi bir yerden erişim ve kontrol de sağlanmaktadır. Erişim güvenliği açısından arayüz programına şifre koruması dahil edilmiştir. Bu sayede yetkisiz kullanıcıların robot kola erişimi de engellenmiş olmaktadır.Projede, robot kolun motorlarını sürmek ve arayüz aygıtları ile bağlantı kurmak için mikrodenetleyici olarak Renesas R8C/25 ailesinden R5F21256SNFP mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. Bu mikrodenetleyiciye ilişkin donanım yapısı ve özellikleri hakkında bilgi verilmiş ve C dilinde hazırlanmış mikrodenetleyici program kodu da eklenmiştir. Ayrıca Delphi programlama dilinde hazırlanan arayüz programının, menü ve sayfa işlevleri ile programa ait yazılım kodu da verilmiştir. Mekanik kısımda ise robot kolun hareketini sağlamak amacıyla Hitec marka servo motorlar kullanılmıştır. Servo motorların sürme ve çalışma prensiplerine de ayrıca değinilmiştir.
Mikroşerit yansıtıcı dizi antenler
Baskılı devre teknolojisi ile bir dielektrik tabaka üzerinde oluşturulan yansıtıcı dizi (YD) antenleri, bir parabolik yansıtıcı ile bir düzlemsel faz dizi antenin üstünlüklerinin birleştirildiği özel anten yapılarıdır [1-6].Bu tür antenler, parabolik yansıtıcılarda olduğu gibi, temel bir besleme ve yansıtma yüzeyi kullanırken; aynı zamanda faz dizileri gibi, bir düzlem üzerine yerleştirilmiş çok sayıda mikroşerit yama ya da açıklık yüzey elemanlarından oluşmaktadır. Her bir anten elemanı gelen dalgaya, reaktif bir yüzey gibi davranıp, uygun bir faz kaydırması ile tam yansıtarak, ışımanın talep edilen bir (?0,?0) doğrultusunda maksimum olmasını sağlarlar. Bu şekilde faz dağılımı işleminin çok sayıda eleman ile gerçekleştirilmesi sonucu, YD anten huzme paterni şekillendirme ve tarama işlevlerinde geniş bir esnekliğe sahiptir. Bir diğer önemli husus da, parabolik yansıtıcı antenler eğri yüzeyleri nedeniyle özellikle milimetrik dalga frekanslarında ?pürüzsüz? imal edilmeleri zor, hantal yapılardır. Ayrıca, geniş açıda huzme tarama yeteneğinden de yoksundurlar. Düzlemsel aktif faz dizilerinde ise, elektronik huzme tarama sistemleri çok sayıda kuvvetlendirici ve faz kaydırma modülü içermesi nedeniyle son derece karmaşıktır ve maliyeti de yüksektir. Oysa YD antenlerinde, ?huzme şekillendirme olanakları?, birim eleman geometrisi ve dizilimi optimizasyonu ile düşük bir maliyet ile elde edilebilir.Bir YD tasarımında temel olarak iki ana problem vardır: Huzme şekillendirme ve band genişliği. Birbirine karşıt olabilen bu iki tasarım talebini karşılayabilmek için elimizdeki temel araç birim hücre tasarımıdır ve mikroşerit YD lerde birkaç serbestlik derecesine sahip karmaşık, modern yama konfigürasyonlarının kullanılmasına ihtiyaç vardır. Aynı zamanda birim hücre optimum parametreleri ve kalibrasyon karakteristiği tayini, ?doğru? ve ?hızlı? bir ?Birim Hücre Modeli?nin oluşturulmasını gerektirir. Optimum faz karakteristiğinde amaçlanan, en az 3600 lik değişim aralığı ve eleman geometrisi parametrelerine göre gradyantının küçük olmasıdır. Böylece anten yapısının üretim hatalarına göre duyarlılığı azaltılacak ve çalışma bandı genişletilecektir. Birim hücre optimum parametreleri ve kalibrasyon karakteristiği, eleman fazının rezonans frekansı cıvarında geometri ve dielektrik tabaka parametrelerinin fonksiyon yaklaşıklığını oluşturan yapay zeka modeli kullanılarak optimizasyon ile elde edilir ve daha sonra dizi tasarımında yapılır. Burada, model eğitim ve test verisi, kanonik bir yaklaşım olan, sonsuz adet özdeş elemandan oluşan periyodik ?sonsuz dizi? yaklaşımı ile elde edilir [3-12]. Sonsuz dizi yaklaşımı yan duvarları mükemmel magnetik, tabanları mükemmel elektrik olan eşdeğer ?Matematiksel dalga kılavuzu? simulatörünü birim hücre ile sonlandırarak ve dikey polarize edilmiş TEM dalga düşürülmesi durumunda ticari HFSS veya CST paket programları ile analiz edilerek uygulanır ve bu TE ya da TM dalgaları için de 400 ye kadar iyi bir yaklaşıklık sayılabilir [6].Bu tazin temel hedefi, anten teknolojisinde bir devrim sayılabilecek mikroşerit yama YD anteni ülkemizdeki anten mühendisliği dünyasına tanıtmak, tasarımı ve analizlerini modern bilgisayar modelleme ve optimizasyon teknikleri ile analiz etmektir. Sonuç olarak, tesbit edilen belli bir konfigürasyonun mikroşerit yama yansıtıcı dizisi için ön tasarım çalışmaları yapılacaktır. Daha sonra, tasarlanan dizi antenlerin ?3-boyutlu Tam Dalga Elektromanyetik? simulatörü ile benzetimi yapılarak ışıma paternleri hesaplanacak ve analiz edilecektir.Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik Dalga Saçılması, Yansıtıcı Dizi Tasarımı, MikroĢerit Yama Anten, IĢıma Paterni ġekillendirme, Huzme Tarama, Optimizasyon, Yapay Sinir Ağları.
Honey bee mating algorithm applied to design low noise microstrip amplifier
In recent years, evolutionary and meta-heuristic algorithms have been extensively used as search and optimization tools in various problem domains, including science, commerce, and engineering. Ease of use, broad applicability and global perspective may be considered as the primary reason for their success. The honey-bee mating process has been considered as a typical swarm-based approach to optimization, in which the search algorithm is inspired by the process of honey-bee mating in real life. In this work, the honey-bee mating (HBMO) algorithm is presented [1] as a new meta-heuristic optimization tool to determine design target space for a microwave amplifier subject to the potential performance of the employed transistor and design of the matching circuit for a wide-band(or ultra wide-band) Front End Low Noise Amplifier.Key words: Honey Bee Mating, Low Noise Amplifier, Microstrip, Optimization, Feasible Design Space
Oldukça geniş bantlı yönsüz mikroşerit dipol anten tasarımı analizi ve gerçeklemesi
Antenler kullanım alanına bağlı olarak ihtiyaç duyulan belirli özellikleri sağlamalıdır. Bu özellikler bütün antenlere uygulanabilmesi amacıyla performans parametreleri olarak tanımlanmıştır. Bilimsel literatürde gerçekleştirilen tasarım çalışmalarında bu performans parametrelerinden üç tanesi yaygın olarak vurgulanmaktadır. Bunlar empedans uyumluluğu, ışıma paterni ve ışıma verimliliğidir. Bu üç parametre üzerinde sıklıkla durulmasına rağmen bazı çalışmalarda antenin tasarlandığı frekans aralığında bu parametrelerden sadece birinin genel kabul görmüş değer aralığında olması yeterli gibi gösterilmektedir. Ancak belirli bir frekans aralığı için tasarlanan bir antenin bu frekans aralığında çalıştığının söylenebilmesi için yukarıda belirttiğimiz üç temel parametre için istenilen performansı sağlaması gerekmektedir. Bu duruma başarılı anten çalışma performans kesişimi adını veriyoruz. Anten empedans uyumluluğu anten performans parametreleri içerisinde ilk akla gelen ve antenin çalışırlığının kabulünde ilk ölçülen performans parametresidir. Ancak antenin ışıma diyagramının şeklini antenin tasarlanmak istendiği frekans aralığında koruması ve bu aralıkta verimliliğinin kabul edilebilir seviyede olması da gerekmektedir. Anten ışıma paterninin geniş frekans aralıklarında frekans bandı boyunca şeklinin korunması güçleşmektedir. Çünkü anten üzerinde yürüyen akım geniş frekans aralıklarının alt ve üst sınırları arasında farklı modlarda yayılmaktadır. Bu durum ışıma diyagramında şekil bozukluklarına sebebiyet verebilmektedir. İstenilen ışıma patern xiv şeklinin tüm frekans bandı boyunca korunabilmesi için anten boyutlarının görülen tüm akım modlarını ışıma patern şeklini destekleyeceği şekilde seçilmesi gerekmektedir. Anten ışıma patern bozukluklarının ikinci bir nedeni ise özellikle dengesiz yapıya sahip olan anten tiplerinden biri olan tekel anten yapılarında karşımıza çıkan ortak mod akımlarının girişim yapan istenmeyen ışımasıdır. Bu sorunun giderilmesi için de anten geometrisinin dengeli yapıda seçilmesi ve dengesiz bir iletim hattı olan koaksiyel kablo ile dengeli anten yapısı arasında geçiş sağlayacak ara elemanlar kullanılmalıdır. Gerçekleştirdiğim bu tez çalımasında UWB frekans bandında çalışan düzlemsel yönsüz anten tasarımı, başarılı anten çalışma performans kesişimini sağlama hedefiyle gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Anten, UWB anten, düzlemsel anten, yönsüz anten, ortak mod akımları.
Design of a cellular neural network emulator and its implementation on an FPGA device
It is well known that technology affect our everyday lives and change them signi?cantlyfrom the beginning of humanity. As the technology grows more rapidly in the last fewdecades, the changes also started to occur more frequently. For example, a few centuriesago, a person could experience at most one signi?cant leap of change in his or her life; buttoday, a senior may have experienced the leaps caused by the inventions of the television,transistors, satellites, computers, cellular phones, other portable electronics, etc.The rapid change of the technology also create trends of new research topics, like imageprocessing, which was nothing more than a television or camera engineers or academicsspecialty just 20 years ago. Furthermore, the processing was limited by preserving, transmitting and receiving images with minimum noise and distortion. With the introduction ofdigital cameras, countless new ideas of image processing emerged, e.g., image enhancement, image compression, automated target recognition and tracking, biometric recognition, etc. There are two main dif?culties in the application of these ideas: (1) new imageprocessing algorithms should be developed and implemented within tight time framesand (2) fast and parallel processors are required to match the computation intensity of thereal?time image processing.On the other hand, a Cellular Neural Network (CNN) is a multi?dimensional signal processing paradigm, whose analog and digital 2?D implementations can be used in imageprocessing. The main advantage of any CNN implementation is that, many image processing algorithms can be implemented on the same structure, solving the ?rst problemmentioned above. On the other hand, analog CNN implementations are known to operate at speeds up to 10 kilo?frames/s for grayscale images with resolutions lower then176 144, which seems to solve the second problem. However, this is not the case forxivhigh?resolution and medium frame?rate images like full?HD 1080p@60 (1920 1080resolution, 60 Hz frame rate), where the performance of the analog implementations dropbelow the real?time limits. Then again, the digital implementations of CNN does not havethe intrinsic parallel connectivity of their analog counterparts, consequently, none of thedigital CNN implementations are reported to operate for full?HD 1080p@60.In this thesis, an improved real?time digital CNN architecture capable of processing full?HD 1080p@60 video images is proposed, described in VHDL and realized on two different FPGA devices. The architecture is designed to have superior properties over itspredecessors. First, the architecture is highly scalable, which is proven by implementingthe same design on a high?end and a low?cost FPGA device. Second, most parts of thestructure are designed to be recon?gurable and ?exible, e.g., the size of the CNN templates, ?xed?point bit?widths of all signals, the number of iterations, etc. Third, mostparameters like template coef?cients, bias, boundary conditions and bypass modes areprogrammable at runtime. The architecture proposed in this thesis is the only CNN implementation reported in the literature that assemble all of these features together.Keywords: cellular neural networks, image processing, ?eld?programmable gate-arrays,real?time systems
3.3 v gerilimde çalışan beyaz eşya kontrol kartı tasarımı
Tüketici elektroniğinin ihtiyaçları doğrultusunda gelişen teknoloji ile birlikte devre elemanlarının geometrik olarak küçülmesi daha düşük besleme gerilimlerine olan gereksinimi arttırmıştır. 5 V?luk tasarımlar yerlerini, 3.3 V ve daha düşük besleme gerilimleri ile çalışan tasarımlara bırakmaktadır. 8-bit mikrodenetleyicilerde 3.3 V besleme gerilimine geçiş sürecinin başlaması ile beraber, 3.3 V besleme geriliminin beyaz eşya kontrol kartı tasarımı alanında avantajları, dezavantajları, maliyet ve güç tüketimi konuları üzerine çalışılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu tez çalışmasında 3.3 V besleme gerilimi ile çalışan prototip fırın kontrol kartı tasarımı yapılmış, süreç boyunca yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlar donanım tasarımı, güç analizi, maliyet analizi gibi başlıklarda incelenmiş ve 5 V?luk tasarımlar ile karşılaştırılmıştır. Bunlara ek olarak 3.3 V besleme geriliminde çalışan kontrol kartlarının tasarımında kullanılması muhtemel donanım blokları (beyaz LED sürme devresi, 5 V ve 3.3 V tasarımlar arası haberleşme devreleri gibi) incelenmiş, 3.3 V tasarımda karşılaşılabilecek problemler ve çözümleri üzerine araştırma yapılmıştır. Sonuç olarak yapılan çalışmaların detaylarının ve sonuçlarının yer aldığı bu tez çalışması oluşturulmuştur.
Link adaptive relaying with virtual noise based detection in cooperative wireless networks
Wireless cooperative communications has recently gained significant attention since it provides spatial diversity and performance gain over conventional systems by eliminating the requirement of locating physical antenna arrays at terminals. In this thesis, a scheme that combines link adaptive relaying (LAR) and virtual noise (VN) modeling based detection techniques which have been introduced in the literature to prevent performance degradation in decode and forward based cooperative wireless networks due to error propagation is proposed and its error performance is investigated for Nakagami-m and Rician fading channels. The communication protocol under consideration builds upon orthogonal decode-and-forward relaying where the source terminal communicates with the relay and destination in the first phase and the second phase is allocated for transmission of the estimated data block of the source from the relay to destination. It has been shown that the proposed system (LAR with VN) provides significant performance improvement in various situations with respect to the classcial LAR structures with MRC in which maximal ratio combining is employed at the destination.
WCDMA radio network planning and optimization including picocell and femtocell technologies
The advention of new smart mobile devices and the delivery of new high speed services for mobile devices bring about the need for more and more accurate coverage and capacity. For indoor systems, appropriate solutions will be picocell and femtocell that improve both indoor and outdoor capacity. Picocells are adapted for huge buildings because the mobile operator's engineers install, manage and optimize them from the beginning to the end. On the other hand, femtocells use customer's internet connection as backhaul, are self-configuring, real-time optimizing and do not require a professional for installation. In this thesis we study the consequence of introducing Pico Node Bs and Femto Access Points on the coverage and capacity of the whole mobile network. We start with an overview and the challenges of wireless cellular networks, in particular UMTSWCDMA. We study the possible problems of the deployment of Pico Node Bs and Femto Access Points in UMTS-WCDMA network and evaluate the advantages and drawbacks of the particular case of Femto Access Points which are supposed to be randomly installed by the customers. A simulation that copes with macrocell, picocell and femtocell in heterogeneous fashion is presented. The scenario of macrocell and picocell using same carrier and the scenario of macrocell and femtocell using same carrier are examined. Keywords: WCDMA, Picocell, Femtocell, planning, optimization
AF ve DF tabanlı işbirlikli sistemlerde röle seçimi
Çok yollu yayılımdan kaynaklanan sönümleme, telsiz iletişim sistemlerinde görülen en önemli bozucu etkidir. Sönümleme etkilerine karşı koyma yöntemlerinden biri uzay veya anten çeşitlemesi olarak da bilinen, çok girişli çok çıkışlı (multi input multi output, MIMO) sistemler kullanmaktır. Çoklu anten kullanmak baz istasyonları için uygun olmasına karşın, donanım karmaşıklığı ve maliyet açısından gezgin birimler için çok uygun değildir Bu engele alternatif bir çözüm olarak, "işbirlikli iletişim" tekniği yaygınlaşmaktadır. İşbirlikli röleli iletişimde, kaynaktan gönderilen mesajlar hedefe, hücre içindeki uygun diğer kullanıcılar veya röleler üzerinden kuvvetlendir ve ilet (amplify and forward, AF) veya çöz ve ilet (decode and forward, DF) aktarma yöntemleriyle iletilmektedir. İşbirlikli iletişimde, gezgin birimler tek verici / tek alıcı antene sahip olsalar bile tüm sistemde dağıtılmış anlamda uzay çeşitlemesi elde edilebilmektedir. Son yıllarda yapılan araştırmalarda, işbirlikli röleli sistemlerin, işbirliği yapılmayan sistemlere göre aynı işaret-gürültü oranında (Signal-to-noise ratio, SNR) hata başarımını iyileştirebileceği görülmüştür. İşbirliği yapılarak elde edilen bu başarım, sistemde kullanılan röle sayıları artırılarak daha da iyileştirilebilir. Literatürde, ele alınan sistemlerde terminaller arasındaki kanallar genellikle Rayleigh ve Nakagami-m dağılımlı olarak modellenmiştir. Fakat haberleşen terminallerden birkaçı veya hepsinin hareketli terminaller olması durumunda bu klasik dağılımların yetersiz kaldığı ve bu dağılımların yerine çarpımsal kanal modeli veya kaskat kanal modeli adı verilen modellemelerin kullanılabileceği yapılan deneysel çalışmalarla gösterilmiştir. Bu tezde AF ve DF tabanlı işbirlikli röle sistemlerinde röle seçimi algoritmaları incelenerek yeni algoritmalar önerilmesi planlanmıştır. Bu sistemlerde farklı kablosuz kanal yapıları (Rayleigh, Nakagami-m, kaskat kanallar) ele alınmıştır. Öncelikle ele alınan sistemlerin hata performansları yani Monte Carlo simülasyonları bilgisayar ortamında gerçekleştirilmiştir. Sonrasında, özellikle, uçtan-uca SNR ve istatistikleri (olasılık yoğunluk fonksiyonu (PDF), olasılık dağılım fonksiyonu (CDF), moment üreten fonksiyonu (MGF)) türetilerek sistemin servis kesilme olasılığı ve bit/simge hata olasılığı (BER/SER) ifadeleri elde edilmiştir. Ayrıca DF tabanlı işbirlikli röle sistemleri için hata yayılımını azaltıcı metodlar kullanılmış ve yeni yöntemler önerilerek sistem başarımları araştırılmıştır. DF tabanlı işbirlikli telsiz iletişim sistemlerinde röledeki sezim hatalarının hedefteki başarımı olumsuz etkilemesi sonucu hata yayılımına sebep olmaktadır. Bu problem için çözümler literatürde genelde tek antenli sistemler için önerilmiştir. Bu tezde bu çözümlerden, işbirlikli en büyük oran birleştirmesi (Cooperative maximal ratio combining, C-MRC) ve sanal gürültü (virtual noise, VN) yöntemleri üzerinde durulmuştur.
LabVİEW ile adım motoru hız kontrolü
Bu çalışmada adım motorunun hız, dönme yönü, adım durumu ve momentunun kontrolü için uygun bir yöntem gerçekleştirilmiştir. Bu parametrelerin kontrolü, LabVIEW programı ve sürücü kartı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Adım motoru, sürücü kartın bilgisayarla bağlantısını seri port üzerinden ve gerekli LabVIEW VI' ını tasarladıktan sonra dikkatli bir şekilde kontrol edilir. Bunun için önce sistemin akış diyagramı oluşturmuş ve sonra da ona göre LabVIEW blok diyagramı tasarlanmıştır. Bu yöntem, adım motorun kontrol şeklinin değiştirilebilme yeteğine sahiptir. Bu nedenle önerilen yöntem, adım motorlarının, farklı alanlarda örneğin CNC makinesi gibi, kullanılmasını sağlar.
Ses analizi ile hastalık teşhisi
Akciğer hastalıkları günümüzde yaygın olarak görülmektedir. Bu hastalıkların teşhisinde öncelikli olarak oskültasyon yöntemi kullanılmaktadır. Oskültasyon yöntemi fiziksel muayene için doktorlar tarafından öncelikli olarak tercih edilen maliyeti düşük ve etkili girişimsel olmayan bir yöntemdir. Dinleme işlemi için klasik stetoskoplar ve elektronik stetoskoplar kullanılmaktadır. Akciğer hastalıklarının teşhisinde stetoskobun kullanılması basit ve ucuz bir yöntem olmasına rağmen hastalıkların doğru teşhisi tıbbi personelin oldukça deneyimli olmasını gerektirmektedir. Ayrıca insan kulağı düşük frekanslardaki sesleri duymakta hassas değildir. Bu yüzden karar vermede doktora yardımcı olacak sistemleri kullanmak önem taşımaktadır. Bilgisayarlı analiz yöntemlerinin solunum sesleri çözümlemesinde kullanılmaya başlanması, bu sorunlara bir çözüm getirmekte yoğun şartlarda çalışan bir doktora pratik olarak katkı sağlamaktadır.
Otomotiv uygulamaları için dielektrik lens anten tasarımı
Günümüzde otomotiv radarları ile hız kontrolü, çarpışma uyarı, çarpışma hafifletme, şerit takip, mesafe koruma ve kör nokta algılama gibi sistemler yapılabilmektedir. Bu tip sistemlerin performansı anten performansı ile doğrudan ilişkilidir. Günümüzde "Uyarlanabilir Seyir Kontrolü (USK)" amacıyla kullanılan en gelişmiş anten çözümleri milimetre dalgaboylarında (77 GHz) çalışmaktadır. Yeni nesil milimetre-dalga otomotiv radarları, 77/79 GHz merkez frekansında çalışan 4-GHz band genişliğine sahip kısa mesafe radarları olacaktır. Bu yapılar çoklu huzme veya huzme tarama şemaları, 80°' ye kadar görüş açısı, 25 dB' nin altında çapraz polarizasyon seviyesine sahip olacaklardır. Elde edilmesi zor niteliklerinden dolayı yeni anten mimarileri için geliştirme yapılması gerekmektedir. Bu tezde yeni nesil milimetre-dalga otomotiv radarının ihtiyaçları göz önünde bulundurularak, yeni bir lens anten yapısı tasarlamak hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında, bilinen dielektrik lens anten yapıları karşılaştırmalı olarak incelenmiş, yeni nesil milimetre-dalga otomotiv radarının ihtiyaçlarına ve en iyi sonuçları üreten ikili lens anten mimarisi üzerine çalışılmıştır. İkili lens anten, yarıküresel lens ve planoküresel lensten oluşmaktadır. Lenslerde kullanılan malzemelerin dielektrik sabitlerinin ve yüksek dielektrik sabitine sahip lenslere uygulanan uydurma katmanlarının etkisi incelenmiştir. Karşılaştırma için GO/PO (Geometrik Optik/Fizik Optik) metodu, CST simulasyonları ve ışın takip algoritması kullanılmıştır.
En iyi oranlı iletim tabanlı işbirlikli ofdm sistemin analizi
Günden güne gelişmekte olan telsiz haberleşme sistemlerinin en önemli problemlerinden biri, çevre koşullarından kaynaklanan ve sisteme bozucu bir etki yapan sönümlemedir. Alıcıda ve/veya vericide çok anten kullanımı ile uzay çeşitlemesi sağlamak, sönümleme ile mücadelede en etkili yöntemlerden biridir. Bu sayede iletilen sinyal, hedefe, istatistiksel bağımsız sönümlemelere uğramış şekilde ulaşmaktadır. Bunun sonucunda hedef, iletilen bilgiyi daha isabetli bir şekilde elde edebilmektedir. En iyi oranlı iletim (MRT), kaynakta çok sayıda verici anten kullanımı sayesinde uygulanan, tam çeşitlilik sağlayan bir verici çeşitlemesi yöntemdir. MRT kullanan sistemler, hedefte sistem karmaşıklığı gerektirmediğinden dolayı özellikle mobil haberleşme sistemlerinin aşağı yöndeki bağlantılarında, kablosuz yerel alan ağlarında ve buna benzer sistemlerde kullanılması kolay ve kazançlıdır. Dik frekans bölmeli çoğullama yönteminin çok antenli sistemlerle birlikte kullanılması ile düz sönümlemeli kanallar için sağlanan çeşitlilik kazancı, pratikte karşılaşılan frekans seçici sönümlemeli ortamlarda da sağlanabilmektedir. İşbirlikli haberleşme sistemleri ile çok giriş çok çıkışlı sistemlerde olduğu gibi, uzay çeşitlemesi yapılabilmektedir. Ortamdaki başka kullanıcıların röle görevi görmesi ile kaynaktaki bilginin, hedefe, çok antenli sistemlere benzer şekilde, bağımsız farklı sönümlemelere uğramış birden çok kopyası ulaşmaktadır. Bu sinyaller uygun birleştirme yöntemleri ile birleştirildiğinde, iletilen bilgiye daha sağlıklı bir şekilde karar verilebilmektedir. İşbirlikli sistemlerde rölede, AF ve DF olmak üzere 2 yöntem kullanılmaktadır. Bu tezde OFDM tabanlı, kaynak ve rölenin verici kısmında MRT kullanan, alıcıda sistem karmaşıklığı gerektirmeyen işbirlikli sistemler incelenmektedir. AF ve DF tabanlı olarak sunulan bu işbirlikli sistemlerin modellenmesi yapılmakta, hata performansları sönümlemeli kanal modelleri üzerinde, bilgisayar ortamında incelenmektedir. Elde edilen sonuçlarda görülmektedir ki AF tabanlı sistemlerde verici tarafında çoklu anten kullaımı ile MRT hüzmelesi yapmak sistemin performansını yükseltmekte, hata olasılığını düşürmekte, dolayısıyla sistemin güvenilirliğini arttırmaktadır. Kullanılan röle ve verici anten sayısının artması ile elde edilen çeşitlilik kazancı da artmakta, performans ciddi bir şekilde yükselmektedir. OFDM kullanımı ile bu sistemlerin frekans seçici sönümlemeli kanallara da dayanıklı hale geldiği görülmektedir. Kaynak ve rölelerde MRT hüzmelemesi uygulanan DF tabanlı sistemlerde ise kaynaktan iletilen veri rölede yanlış elde edilebilmekte, bunun sonucunda röle sayısının artması, hedefte hata performansını beklenen düzeyde yükseltmemektedir. Bu sistemlerde performansı artırmak için hedefte, literatürde incelenen 2 farklı birleştirme yöntemi uygulanmaktadır. Elde edilen sonuçlarda, birleştirici olarak hedefte işbirlikli en iyi oranlı birleştirme işleminin, DF tabanlı sistemlerin performansını artırdığı görülmektedir.
Ev tipi klimalara kablosuz ağ üzerinden uzaktan erişim ve kontrol ile akıllı ev teknolojilerinin geliştirilmesi
Bu tezde Arçelik-LG ev tipi inverter klima ürün gamından hedef seçilen ürünün uzaktan erişim ve kontrolü sağlanarak ithal ürünlere karşı yerli ürünlerde var olan dezavantajın azaltılması ya da tamamen sonlandırılması amacıyla yerli olarak geliştirilmesi, müşteri konforu ve enerji verimliliğinin artırılması hedeflenmiştir. Bu amaç kapsamında geliştirilen kontrol mekanizmasında kullanılan algoritmalar ve yenilikçi fikirler ön planda tutulmuştur. Tez kapsamında ilk önce literatür araştırması yapılmış ve yaygın olarak kullanılan uzaktan erişim ve kontrol yöntemleri incelenmiştir. Yöntem olarak kablosuz bağlantı alanı yani kablosuz ağ (wifi) teknolojisi seçilmiştir. Geliştirilen kablosuz erişim ve kontrol kartı prototipi ile inverter teknolojine sahip olan klima arasında seri haberleşme yöntemi kullanılmıştır. Prototip kart için yazılan yazılımım dili C programlama dilidir. Yazılım Energia geliştirme ortamının 0101E013 versiyonunda hazırlanmıştır. Tamamlanan bu yazılım Texas Instruments firmasının 16 bit işlemcisini barındıran MSP430F5529 geliştirme kartına yüklenmiştir. Uzaktan erişim ve kontrol uygulaması için bir Android tabanlı mobil bir arayüz ve bir web tabanlı PHP arayüz geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasının sonucu olarak geliştirilen kablosuz haberleşme teknolojine sahip olan prototip ile inverter klimaya uzaktan erişim sağlanmış ve çeşitli klima kontrol fonksiyonları çalıştırılmıştır. Klimaya erişim ve kontrol için geliştirilen Android tabanlı mobil uygulama ve PHP tabanlı web arayüz ile klima kontrolü sağlanmıştır. Bu uygulamalar sayesinde klimanın izlenmesi ve kontrolünün dışında klimadan kullanım istatistikleri ve kullanıcının kullanım alışkanlıklarının çıkarılabilmesine olanak verecek olan çeşitli bilgiler toplanmış, klimanın çalışma durumu, çalışma modu, set edilen sıcaklık değeri, faz hızı gibi bazı bilgiler kullanıcının ihtiyacı düşünülerek erişimine açılmıştır.
Grafen tabanlı analog devre tasarımı
Bu tezde grafen tabanlı alan etkili tranzistörler uygulama düzeyinde incelenmiştir. Grafen malzemesi 2004 yılında sentezlenmesinden bu yana geniş çapta çalışılmaktadır. Günümüzdeki silisyum tabanlı elektronik teknolojisi gün geçtikçe daha da küçülerek alt sınırına yaklaşmaktadır ve silisyum küçük ölçeklerde kararlılığını yitirmektedir. Grafen gelecekte bu problemin aşılması için oldukça umut veren bir malzemedir. Bu yüzden grafen tabanlı tranzistörlerin modellenmesi ve karakteristik özelliklerinin ortaya konulması gerekmektedir. Grafenin silisyumdan yaklaşık altı kat daha yüksek bir satürasyon hızı ve yüksek taşıyıcı mobilitesi gibi göze çarpan, çok önemli özellikleri vardır. Grafen alan etkili tranzistörler (GFET) geçtiğimiz son yıllar içerisinde çok iyi RF performası göstermiş ve böylelikle elektronik cihazlar ve devreler üzerine çalışan araştırmacıların odak noktası haline gelmiştir. Aynı anda GFET'lerin elektriksel özelliklerini kestirebilen analitik modeller de hızla gelişmektedir. Daha basitleştirilmiş modeller hesaplamaları kolaylaştırarak devre tasarıma olumlu katkı yapmaktadırlar. Literatürde üst geçitli (top-gated) GFET ile yüksek transkondüktans ve akım satürasyonu başarıldığı ve bu tranzistörün analog uygulamalar için elverişli olduğu sonucuna yer verilmiştir. Bu noktadan yola çıkarak bu tezde GFET'ler ile analog devrelerin simülasyonları yapılmış ve sonuçları irdelenmiştir. İlk olarak grafen alan etkili tranzistör için Spice'de çalışabilecek bir model anlatılmıştır. Hem elektron hem de hol iletimi için mevcut formüllerden yola çıkılarak grafen alan etkili tranzistörün üç çalışma bölgesi ve bu bölgeleri sınırlayan gerilimler ifade edilmiştir. Grafen tranzistörün matematiksel ifadeleri Verilog-A ile kodlanarak SPICE'de çalışabilir hale getirilmiştir. Daha sonra bu grafen tranzistör modeli SPICE'de simüle edilmiştir. Grafen alan etkili tranzistörlerle yapılmış çeşitli devreler verilmiş ve bunlara ek olarak basit akım aynası ve kaskod akım aynası devreleri simüle edilmiştir. Simülasyonlar sonucunda grafen bir akım aynasının karakteristik özellikleri ve çalışma şekli ortaya konulmuştur ve tartışılmıştır.
Tablet bilgisayar ile kablosuz gezgin robot kontrolü
Bu çalışmada, kablosuz teknoloji ile uzaktan kontrol edilebilen, üzerinde yerleşik bir kamera taşıyan bir mobil robot tasarlanmış ve uygulanmıştır. Android işletim sistemi tabanlı tablet bilgisayarlar (kontrolör) kablosuz olarak mobil robotu kontrol etmektedir ve kablosuz kontrol için de bir Android ara yüz programı tasarlanmıştır. Mobil robot mikrokontrolör tabanlı bir gömülü sistemdir ve donanımı Linux işletim sistemi üzerinde çalışmaktadır. Mobil robot ve kontrolör Wi-Fi haberleşme (soket haberleşme) ile haberleşmektedir. Mobil robotun kamerası sürekli görüntü alır ve bu görüntüyü kontrolör ekranına yollar. Bu video bileşeni kontrolör kullanıcısı tarafından değerlendirilerek, hız ve yön bilgisi dokunmatik ekrandan alınır ve bu bilgiler mobil robota gönderilir. Bu sayede mobil robotun hareketi sağlanmış olur. Mobil robotun hareketi doğru akım (DC) motor kontrolü ile sağlanır ve bu işlem Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) metodu ile gerçekleştirilir. Sistem birbiriyle ilişkili iki sistemden oluşmaktadır. İlişkili sistemlerden biri mobil robot kısmı ve diğeri de kontrolör kısmıdır. Mobil robot sunucu olarak ve kontrolör de istemci olarak çalışmaktadır. Mobil robotun üzerindeki yerleşik web kamerası aracılığıyla elde edilen video, sunucudan istemciye kablosuz olarak gönderilir. İstemci videoyu alır ve ekranında gösterir. Kullanıcı Android tabletten ayarladığı yön ve hız aracılığıyla mobil robotu kontrol edebilir. Girilen bilgi sunucuya gönderilir ve sunucu bu bilgiyi kullanarak hareket parametrelerini ayarlar. Gerçek zamanlı video aktarımı Linux işletim sistemi üzerinde Hareketli Birleşik Fotoğraf Uzmanları Grubu (MJPEG) ile elde edilir. Sistem performansı sebebiyle, alınan video saklanmaz. İstemci tarafında (kontrolörde), hız ileri hareket için 0'dan 100'e, geri hareket için 0'dan -100'e şeklinde ayarlanır ve kullanıcı sol, sağ ve düz yönleri ayarlayabilir. Kontrolör uygulama ekranında, kullanıcı girilen hız ve yön değerleri için canlandırılmış görüntüleri görebilir.
DGS hatlarının yapay sinir ağları yöntemi ile modellenmesi
Bu çalışmada, toprak düzlemi kazınmış mikroşerit iletim hatlarının yapay sinir ağları ile modellenmesi hedeflenmiştir. Bu sayede, Uydurma devreleri, Filtreler, antenler ve birçok mikrodalga devre uygulamasına uygun pratik, verimli ve maliyeti düşük bir model hazırlanmış olacaktır. Doğruluğu yüksek olması için 3D simülasyon programlar kullanılarak toprak düzlemi kazınmış mikroşerit iletim hattı modeli için birçok farklı di-elektrik altlık malzemede ve birçok farklı boyutlarda iletim hattı modelinden eğitim ve test verileri oluşturulmuş ve bu veriler ile çeşitli Yapay sinir ağları modelleri eğitilmiştir. Yapay sinir ağ sonuçları ölçüm sonuçları ile de kıyaslanmıştır. Ayrıca elde edilen model ile bir A sınıfı kuvvetlendiricisinin ikinci harmoniklerinin bastırılması için bir uygulama yapılmıştır.
Destek vektör makineleri kullanarak gömülü sistem üzerinde yüz tanıma uygulaması
Yüz tanıma insanların günlük yaşamlarında zorlanmadan ve sıklıkla gerçekleştirdikleri görevlerden biridir. İnsan yüzü oldukça ayırt edici özelliklere sahiptir ve insan beyni yüze ait görsel bilgileri, biyometrik tanımlayıcılar olarak kullanır. Bilgisayarlı görü, insanları tanımlamak için yüz görüntülerini kullanarak beynin bu karmaşık fonksiyonunu taklit etmeyi amaçlar. Yüz tanıma problemi, bir yüz görüntüsü veya yüz görüntüleri içeren bir video kaydı girdi olarak verildiğinde, bilinen kişilerin yüz görüntülerini içeren bir veritabanı kullanılarak girdideki bir ya da daha fazla yüz görüntüsünün tanımlanması veya doğrulanması olarak ifade edilebilir. Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri (FPGA); sayısal işaret işleme, biyometrik tanıma, medikal görüntü işleme, uzay ve savunma sistemleri, bilgisayar görüntüsü gibi birçok alanlarında kullanılmaktadır. FPGA programlanabilir mantık elemanlarıdır ve her bir mantık bloğunun işlevi kullanıcı tarafından düzenlenebilmektedir. Bu tez çalışmasında Destek Vektör Makineleri (DVM) kullanılarak FPGA ve GPU üzerinde yüz tanıma uygulaması gerçekleştirilmiştir. Öncelikle MATLAB ortamında, yüz görüntülerinden özyüz (eigenface) ve Fisher yüz (Fisherface) yöntemleri ile çeşitli boyutlarda öznitelikler elde edilmiştir. Çıkarılan öznitelikler; DVM, Yapay Sinir Ağları (YSA) ve k En Yakın Komşuluk Yöntemi (k-NN) kullanılarak eğitilmiş ve sınıflandırma performansları karşılaştırılmıştır. Daha sonra MATLAB ortamında eğitilen DVM sınıflandırıcısı, FPGA ve Grafik İşlem Birimi (GPU) üzerinde gerçekleştirilmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Gerçeklenen sistem, 40 kişi ve her kişiye ait 10 farklı yüz görüntüsünden oluşan ORL yüz veritabanı ile eğitilmiş ve test edilmiştir. Destek Vektör Makinelerinin eğitimi sırasında her bir kişi için o kişiye ait 4 yüz görüntüsü kullanılmış, kalan 6 yüz görüntüsü ile sınıflandırma testi yapılmıştır. DVM sınıflandırıcısının test başarısı özyüzler kullanıldığında %90 seviyesine ulaşırken, Fisher yüzler kullanıldığında %91 seviyesine ulaşmıştır. Anahtar Kelimeler: Yüz Tanıma, Özyüzler, Fisher Yüzler, Destek Vektör Makineleri, Yapay Sinir Ağları, k En Yakın Komşu Yöntemi
Sezgisel yöntemlerle hiperspektral görüntülerde boyut indirgeme
Sezgisel yöntemler, en iyiyi ya da en iyiye yakın çözümleri bulmak için arama uzayını hızlı bir şekilde araştırmayı esas alan yöntemlerdir. Bu yöntemler, arama içerisinde kullanılan komşuluğun sistematik olarak değiştirilmesini esas alırlar ve genellikle büyük boyutlardaki arama uzayının kısa sürede araştırılıp optimum sonuca ulaşılmasında kullanılırlar. Hiperspektral görüntüler gibi büyük miktarlarda bilgi içeren verilerin kısa sürede incelenip, gereksiz bilgilerin (bantların) ayrıştırılması hem zaman hem de hedef sınıflama/tanıma performansı açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, hiperspektral görüntülere değişik sezgisel yöntemler (Değişken Komşuluk Arama, Benzetilmiş Tavlama, Genetik Algoritma, Diferansiyel Gelişim Algoritması) uygulanarak, bant seçimi yaklaşımıyla boyut indirgeme yapılmış ve veriyi en iyi temsil eden bantlar bulunmuştur. İkinci aşamada ise, değişik gruplama yöntemleri (Karşılıklı Bilgi, Korelasyon, Spektral Kümeleme) kullanarak bantlar arası benzerliğe dayalı gruplar oluşturulmuş ve boyut indirgeme adımı bu gruplar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Son aşamada ise, boyut indirgeme sonucu bulunan en iyi bantlar sınıflandırma algoritması (Destek Vektör Makineleri) ile denenmiştir. Sunulan yöntemleri test etmek için çeşitli gerçek hiperspektral görüntüler (KSC, Çatalca02) kullanılmıştır. Test sonuçları sunulan yöntemlerin hiperspektral görüntülerde başarı ile kullanılabileceğini göstermektedir.
Hiperspektral görüntülerde boyut indirgeme
Gelişen sayısal görüntüleme teknolojisi, günümüzde birçok alanda hayatı kolaylaştırmanın yanında bir ihtiyaç haline gelmiştir. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte görüntüleme teknolojileri de ilerlemiş, hiperspektral görüntüleme gibi ileri seviyede görüntüleme imkânları oluşmuştur. Hiperspektral görüntülerin kullanılmasıyla birlikte spektral düzlemde dar band aralıklarına sahip çok büyük verilerle işlemler yapılmaya başlanmış, sınıflandırma başarımlarının yükselmesine karşılık yüksek hesaplama maliyetleri ortaya çıkmıştır. Bunun için de boyut indirgeme ihtiyacı doğmuştur. Bu çalışmada farklı boyut indirgeme yöntemleri hiperspektral veri setlerine uygulanmış ve farklı sınıflandırıcılar kullanılarak sınıflandırma başarımları analiz edilmiştir. Temel Bileşen Analizi ve Ayrık Temel Bileşen Analizi yöntemleri ile özellik çıkarımı ya da band seçimi yoluyla boyut indirgeme yapılmış ardından, indirgenmiş veriler çeşitli eğiticili ve eğiticisiz öğrenme yöntemleri ile eğitilerek sınıflandırılmışlardır. Öğrenme yöntemi olarak k En Yakın Komşuluk, Destek Vektör Makineleri, K-Ortalama ve Hiyerarşik Kümeleme yöntemleri seçilmiştir. Bu çalışmada Ayrık Temel Bileşen Analizi yönteminin sonucunu iyileştirme hedeflenmiş, buradan yola çıkılarak bandları gruplama yoluna gidilmiştir. Klasik yöntemden farklı olarak ayrıklık katsayılarının tepe yaptığı yerel maksimum noktalara bakılmış ve bu noktalar belli adım aralıkları ile gruplandırılarak band aralıkları içerisinden seçilmişlerdir. Band seçme işlemi 3, 5 ve 10 band seçimi için denenmiştir. Eğiticili sınıflandırıcı sonuçlarının başarıları karışıklık matrisi yardımıyla belirlenmiştir. Tüm sistem başarısı için doğruluk hesabı yapılmış, ayrıca kesinlik, geriçağırım değerlerinden F1_skor değeri hesaplanarak sınıf başarıları hesaplanmıştır. Kümeleme sonuçları için ise Ayarlanmış Rasgelelik Endeksi yöntemi ile performans ölçümü yapılmıştır. Tüm boyut indirgeme ve sınıflandırma işlemleri AVIRIS sensörü ile alınmış Indian Pines ve KSC görüntülerine uygulanmıştır. Ayrık Temel Bileşen Analizine yapılan farklı yaklaşımın sonuçlara olumlu etki ettiği her iki veri setinde de görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Hiperspektral Görüntüler, Boyut İndirgeme, Band Seçme, Ayrık Temel Bileşen Analizi
Beyin-bilgisayar arayüzü ile P300 tabanlı karar sistemi geliştirilmesi
Beyin-bilgisayar arayüzü (BBA) sistemleri kullanıcıların ortamlarıyla sadece beyinsel aktiviteleri sayesinde haberleşmelerini sağlar. Beyin ile bilgisayar arasında bağlantı kurabilmek için önce beyin aktiviteleri ölçülür ve daha sonra bu işaretler işlenerek ve çeşitli algoritmalar kullanılarak analiz edilir ve sınıflandırılır. BBA uygulamalarında yaygın olarak kullanılan ve P300 olarak adlandırılan beyin dalgası uyarıya karşı bir tepki olarak oluşur ve genel olarak beynin parietal lobunda ölçülebilir. P300 işaretinin varlığı, genlik ve zaman bilgileri karar verme işlemlerinde bilişsel fonksiyon ölçütleri olarak kullanılır. Bu tezde, P300 uyarılmış potansiyele dayalı bir BBA sistemi tasarlanmıştır. Yapay Arı Kolonisi algoritması (YAK) kullanılarak Çok Katmanlı Ağ (ÇKA) yapısındaki ağırlıkları optimize eden bir hibrid yapı önerilmiştir. Bu hibrid yapı, literatürde P300 işaretinin sınıflandırılmasında sıklıkla kullanılan Destek Vektör Makineleri (DVM), K-en Yakın Komşuluk (K-eYK) ve Doğrusal Ayrıştırma Çözümlemesi (DAÇ) gibi diğer sınıflandırma metodları ile karşılaştırıldığında daha yüksek bir sınıflandırma doğruluğuna sahip olduğu görülmüştür.
İçerik tabanlı resim arama motoru
Veri miktarının sürekli büyüdüğü günümüzde doğru ve güvenilir bilgiye ulaşmak oldukça büyük bir önem arz etmektedir. Bilgi en büyük güçtür ve bilgiye en kısa sürede ulaşanlar tüm yarışlarda bir adım öne geçeceklerdir. Hemen her gün insanlar internet üzerinde, bilgisayarlarında, e-posta kutularında, fotoğraf arşivlerinde bir şeyler aramaktadır. Arama ve bilgiye ulaşma günlük hayatın önemli bir rutini haline gelmiştir. Merak edilen hemen her şey arama motorlarından öğrenilebilinmektedir. 2014 yılında Google'da günde ortalama 5,8 milyar kelime aranmıştır. Google'ın insan hafızasına zarar verip tembelleşmeye ittiğini bilim insanları ifade etmiştir. Farklı türden bilgilerin işlenip belli bir değer haline getirilmesinde veri miktarının büyüklüğü nedeni ile zorluklarla karşılaşılmaktadır. Bu zorluklara verinin saklanması dahil edilince yapılmak istenen analiz çalışmaları haftalar hatta aylar alabilmektedir. Büyük hacimli verileri hızlı bir şekilde okumak ve işleyebilmek için Büyük Veri teknolojileri geliştirilmiştir. Bu tezde içerik tabanlı resim arama motoru yapabilmek için Büyük Veri teknolojilerini kullanarak örnek teşkil edecek bir mimari tasarlanmıştır. Veri seti internette bulunan haber sitelerinden sağlanmıştır. 20 haber sitesinin manşet haberleri günde 2 defa olmak üzere bir hafta boyunca taranmıştır. Taranılan haberlerde bulunan, haber ile ilişkili resimler Apache HBASE veri tabanına kaydedilmiştir. Bu şekilde yaklaşık 200bin resimlik bir veri seti oluşturulmuştur. Daha sonra kaydedilen resimlerin öz nitelikleri, MapReduce çatısı altında görüntü işleme algoritmaları yardımı ile çıkartılıp Apache Solr içerisinde indekslenmiştir. Resim sayısının her an artıyor olması, arama işlemi sonucunun dönüş zamanını da artırmaktadır. Bu işlemi sistemin başarısını düşürmeden yapabilmek için kademeli arama mimarisi tasarlanmıştır. Kademeli arama mimarisi, veri setinde sorgulanan resim ile alakası olmayan resimler elendikten sonra daha başarılı görüntü işleme algoritması ile sıralanarak yapılmaktadır. Bu noktada ilk eleme işlemi kullandığımız diğer algoritmalara göre çok daha hızlı olan Bulanık Renk Doku Histogramı (BRDH - FCTH) algoritması ile yapılmıştır. Bu aşamada 200bin resim 500 resme indirgenerek sorgulanan resim ile net olarak ilişkisi olmayan resimler elenmiştir. Eleme işleme sonrasında 500 adet resim içerisinde sorgulanan resme benzeyen resimler Hızlı Retina Anahtar Noktası (HRAN – FREAK) ve Ölçekten Bağımsız Öznitelik Dönüşümü (ÖBÖD – SIFT) algoritmaları ile sıralandırma yapılmıştır. Sıralama sonrasında doku olarak benzerlik yakalanamayan fakat renk dağılımında belirgin benzerlik bulunan resimler de Renk Haritalama algoritması yardımı ile benzerlik sıralamasında yerini almıştır. Sıralanan 500 resmin ilk 60 resmi kullanıcıya sunulmuştur. Sunulan resimlerden üst sıralarda bulunanların, sorgulanan resme daha çok benzemesi beklenmektedir. Başarı ölçümüleri geri getirme oranı (recall) ve kesinlik (precision) değerleri ile yapılmıştır. Geri getirme oranı, beklenilen resimlerden kaç tanesinin ilk sıralarda yer aldığına bakılarak yapılmıştır ve %92 olarak hesaplanmıştır. Kesinlik değerinin hesaplanabilmesi için, benzerlik oranına eşik değeri uygulanmıştır. Farklı eşik değerlerindeki kesinlik ve geri getirme oranı değerleri sonuç bölümünde tablo halinde verilmiştir. Eşik değeri artırılmasıyla yapılan analizler, kesinlik değeri artarken geri getirme oranının azaldığını göstermiştir.
Sabit görüntüler ve video işaretleri için ayrık dalgacık dönüşümü ayrık kosinüs dönüşümü tabanlı sayısal damgalama yöntemi
Son yirmi otuz yıldır sayısal teknolojideki hızlı gelişmemenin ardından çoklu ortam ağlarındasayısal verilerin iletimi oldukça hızlanmış ve kolaylaşmıştır. Kablolu ve kablosuz ağlar içinyüksek hızlı internetin yaygınlaşması ve oldukça uygun fiyatlı ve yaygın sayısal kayıt vesaklama cihazlarının ortaya çıkması, sayısal verilerin kopyalanmasını, iletimini ve dağıtımınızahmetsiz bir hale getirmiştir. Bunun sonucu olarak, çoklu ortam verileri için güvenilir vesağlam bir kopyalama koruma yöntemi ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Sayısal damgalamayöntemlerinde, görülmeyen ve duyulmayan bir miktar veri sayısal çoklu ortam verilerininiçerisine gömülür. Bu amaçla yerleştirilen veri damga olarak adlandırılır ve telif haklarıbilgisini taşır. Sayısal damgalama yöntemleri, telif haklarının korunması, parmak izi takibi,kopyalama koruması, yayın izleme, veri doğrulama, veri gizleme amaçlarla kullanılabilir.Damgalama algoritmalarının bir çok farklı karakteristiği olmasına karşın etkili bir damgalamaiçin görünmezlik-duyulmazlık, dayanıklılık, güvenlik ve damga yükü en önemli temelkarakteristiklerdir.Bu çalışmada, ADD'den sonra AKD uygulayarak, insan görüş sistemiyle uyumlu bir şekildedaha iyi fark edilmezlik ve işaret işleme saldırıları karşısında daha iyi dayanıklılık sağlayanyeni bir sayısal damgalama yöntemi sunulmaktadır. Damgalama yönteminin dayanaklılığıdamga enerjisinin artırılması ile geliştirilir. İnsan gözü tarafından fark edilmeden damgaenerjisinin bölgesel olarak artırılması insan görüş sisteminin özelliklerinin kullanılması ilemümkündür. İnsan görüş sisteminin işlemsel olarak etkili bir frekans modeli ADDkullanılarak elde edilir. Bu yolla ADD kullanılarak fark edilmezlik geliştirilmektedir. AKDise yöntemin sinyal işleme saldırıları karşısında daynıklılığını artırmaktadır.Damgalama işlemine asıl görüntüye ADD uygulayarak başlanmış arkasından ADD altbantlarına AKD uygulanmışıtr. Yöntem ilk önce literatürde sık kullanılan sabit görüntülereuygulanmış, sonra MPEG-2 ve MPEG-4 video dizileri için genelleştirilmiştir. Fakat yöntemADD kullanımından dolayı ADD tabanlı JPEG2000 gibi sabit görüntü sıkıştırma standardı veMPEG-4, Dirac gibi video sıkıştırma standartları için daha uygundur. Deneysel incelemeler,yöntemin fark edilmezlik ve dayanıklılık performansının iyi olduğunu göstermiştir. Bu amaçlaStirmak 3.1 karşılaştırmalı sınama sistemi kullanılmıştır.Anahtar Kelimeler: Kopyalama koruma, ADD, AKD, sayısal damgalama, sabit görütüdamgalama, video damgalamaTez Jürisi1. Prof. Metin YÜCEL (Danışman) Kabul Tarihi: 27/03/20062. Prof. Dr. Melih Pazarcı Sayfa Sayısı : 893. Prof. Dr. Fikret GÜRGEN4. Dç.Dr. Tülay YILDIRIM5. Yrd. Dç. Dr. Ünal KÜÇÜK
Enstrüman seslerinin tanınması ve sınıflandırılması
Müzikal seslerin içerik analizi yapısal kodlama, ses veri tabanı sorgulama sistemleri, otomatiknotaya dönüştürme, müzik eğitimi gibi çok çeşitli ve geniş bir uygulama alanına sahiptir. Buuygulamaların önemli alt görevlerinden biri otomatik enstrüman tanıma işlemidir.Bu çalışmada; müzikal enstrüman seslerinin aktif öğrenen bir PNN ile tanınması üzerindedurulmuştur. Öznitelik olarak farklı derecelerden LPC ve MFCC katsayıları kullanılmıştır.Mevcut aktif öğrenme algoritmaları PNN için uygun değildir. Bu nedenle, yeni bir aktiföğrenme algoritması geliştirilmiştir.Uygulama esnasında pasif PNN'ler kullanılarak en yüksek başarımı veren öznitelikler tespitedildikten sonra, aktif öğrenme algoritması yalnız bu özniteliklerle birlikte uygulanmıştır.Yapılan deneyler sonucunda aktif öğrenen PNN'in başarımının daha yüksek olduğugösterilmiştir.Anahtar kelimeler: İşlemsel işitsel durum analizi, olasılıksal sinir ağları, aktif öğrenme,enstrüman tanıma.x
Geçmeli taramadan sıralı taramaya geçiş algoritmaları ve video kalitesine etkileri
Televizyon sistemlerinde geçmeli tarama, video işaretlerinin bant genişliğini azaltmakiçin kullanılmaktadır. Ancak yüksek çözünürlüğe sahip, daha parlak televizyon ekranlarında(Plazma, LCD, DLP vb.) geçmeli yayınların gösterilmesi, belirgin seviyede kırpışma vecisimlerin kenarlarında tırtıklanmaya sebep olur. Bu problemin önüne geçmek için geçmelitaramadan progresif (sıralı) taramaya geçiş (GT-ST geçiş) işleminin yapılması gerekir. Buçalışmada da, şimdiye kadar öne sürülmüş olan GT-ST geçiş yöntemleri incelenmiştir.Birinci bölümde, televizyonun ilk yayına başladığı 1937 yılından günümüze televizyonsistemlerinin tarihçesi ele alınmış, günümüzde yaşanan teknolojik değişiklik ve TVsistemlerinin gelecekteki yapısı konu edilmiştir.İkinci bölümde, tezin anlaşılması için gereken televizyon tekniği temelleri genel olarakanlatılmıştır. Tüplü televizyonlardan yeni teknoloji düz ekranlara ve projeksiyonlara ışık verenk konusu incelenmiş, video işaretlerinin elektriğe dönüştürülmesi ve tarama tiplerianlatılmıştır.Üçüncü bölümde, GT-ST geçişin tanımı yapılmış ve bu işleme ihtiyaç duyulmasınınsebepleri incelenerek maddeler halinde verilmiştir. GT-ST geçişin faydaları, geçiş esnasındakarşılaşılan problemler ve yapılan işlemin video kalitesine etkileri ayrıntılı olarakincelenmiştir.Dördüncü ve beşinci bölümde, kullanımı yaygın olan on GT-ST geçiş yönteminin temelprensipleri açıklanmış ve matematiksel olarak modellenmiştir. Her bir yöntemin avantaj vedezavantajları belirtilmiş, yapılacak karşılaştırma için gerekli altyapının oluşmasısağlanmıştır.Altıncı bölümde, tanıtılmış olan yöntemlerin MATLAB programında yazılmışfonksiyonlar yardımıyla gerçekleştirilen simülasyonları, elde edilen sonuçlarındeğerlendirmesi ve grafiksel olarak karşılaştırmaları verilmiştir.Sonuç bölümünde, simülasyonlardan elde edilen sonuçlar verilmiş ve hata değerleriyardımıyla yöntemler arasında bir karşılaştırma yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Televizyon, geçmeli tarama, sıralı tarama, ekran, LCD, Plazma, DLP.JÜRİ:1. Doç. Dr. Herman SEDEF (Danışman) Kabul tarihi: 23.07.20062. Yrd. Doç. Dr. Faruk BAKAN Sayfa Sayısı: 833. Yrd. Doç. Dr. Ünal KÜÇÜK
Gsm el değiştirmenin yapay sinir ağlarıyla modellenmesi
Kablosuz haberleşme sistemlerinde haberleşmenin kesintisiz olarak devam etmesini sağlayanen önemli prosedür el değiştirmedir. Bir mobil istasyonun hizmet alınan bazdan veyafrekanstan başka bir baz veya frekansa transferine el değiştirme denir. El değiştirmealgoritmaları bu işlemi en iyi şekilde yapabilmek için tasarlanmaktadırlar. El değiştirmeninkarmaşıklığı sebebiyle bu algoritmalarda çok çeşitli ve özellikli olmaktadırlar. Yapay sinirağları kullanarak bir çok girdiye sahip el değiştirme algoritmalarının performansı arttırılabilir.Bu çalışma el değiştirmenin temellerini, kullanılan algoritmaları, propogasyon modellerinintemellerini incelemekte ve yapay sinir ağlarıyla temel bir algoritma modeli sunmaktadır.Anahtar Kelimeler: El değiştirme, El değiştirme algoritmaları, propogasyon modelleri, hücremodelleri, yol kaybı, gölge sönümleme, yapay sinir ağları.
Mikroşerit hat süreksizliklerinin devre temelli yapay sinir ağı modeli
Bu çalışmada, mikroşerit iletim hat süreksizliklerinin eşdeğer devre temelli yapay sinir ağıkara kutu modelinin oluşturulması amaçlanmıştır.Öncelikli olarak mikroşerit iletim hatlarında en çok karşılaşılan beş süreksizlik türü üzerindedurulmuştur. İncelenen mikroşerit iletim hat süreksizlikleri; açık devre, boşluk, basamak, T-jonksiyonu ve büküm süreksizlikleridir. Çalışmada süreksizlikler, eşdeğer devre elemanları ilemodellenmiş, analitik formüller ile elde edilmiş eşdeğer devre parametre değerleri ile yapaysinir ağının eğitilmesi sonucu elde edilen eşdeğer devre parametre değerleri karşılaştırılmıştır.Çalışmadaki amaç, yapay sinir ağlarının öğrenme yeteneğinden hareketle ağın eğitilmesi vesonuç olarak; kullanılan malzemenin elektriksel özellikleri, iletim hattı süreksizlikleri ilebirlikte geometrisine karşılık, süreksizliğe eşdeğer devre elemanları ve hat parametreleriçıktılarını veren bir kara-kutu modeli elde etmektir. Ele alınan malzemeler mikrodalgateknolojisinde çok yaygın olarak kullanılan iki anizotropik materyal PTFE/ microfiber cam,RT/ Duroid 6006 ve iki izotropik materyal Alumina, Galyum-arsenittir.Yapay sinir ağı, giriş çıkış bağıntıları ile oluşturulan ?otomatik veri? programı çıktıları ileeğitilmiş ve test edilmiştir. Bu yolla açık devre, boşluk, basamak, T-jonksiyonu ve bükümsüreksizliklerinin eşdeğer devre yapay sinir ağı (ED-YSA) modelleri oluşturulmuş,performansları karşılaştırmalı olarak ortaya konmuş ve süreksizlik etkileri de grafikleri ilebirlikte verilmiştir.Anahtar kelimeler: Mikroşerit Hat, Süreksizlik, Yapay Sinir Ağı.JÜRİ:1. Prof. Dr. Filiz GÜNEŞ (Danışman) Kabul Tarihi: 28.09.20062. Doç. Dr. Sedef KENT Sayfa Sayısı: 1053. Y. Doç. Dr. Hamid TORPİ
GMSK modülatör demodülatör gerçekleme
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle, sayısal sistemler analog sistemlerin yerinialmaktadırlar. Bu değişim haberleşme sistemlerinde çok belirgin şekilde kendinigöstermektedir. Geleneksel analog modülasyon demodülasyon tekniklerinden, sayısaltekniklere geçişten sonra, bu yapılar içindeki bloklarda sayısal olarak tümdevreler içindegerçekleştirilmektedirler. Sayısal modülasyon sistemlerinde kullanan analog yapılar, özelliklekablosuz haberleşme için, çoğunlukla yüksek frekanslara modüle/demodüle etmeaşamalarında kullanılmaktadır. Hatta çok yüksek frekanslara çıkarılmayan uygulamalarda buişlemlerin bir kısmı da sayısal tümdevreler içersinde gerçeklenebilmektedir.Sayısal haberleşme sistemlerinin analog sistemlere göre en büyük problemleri, özelliklekablosuz haberleşmede sistemlerinde, daha fazla bant genişliği ihtiyacı, alıcı yapılarınınmaliyeti ve karmaşıklığıdır. Bu problemleri giderebilmek için çeşitli sayısal işaret işleme vesayısal modülasyon teknikleri kullanılmaktadır.Bu çalışmada; özellikle bant genişliği ve demodülatör yapısı bakımından iyileşmelersağlayan, fakat bant genişliğini azaltmak için bir miktar işaret hata oranının artmasına izinveren, sayısal modülasyon tekniklerinden Gaussian Minimum Kaydırmalı Anahtarlama(Gaussian Minimum Shift Keying, GMSK) modülatör, demodülatör yapısı incelenmiş vegerçeklenmiştir. Diğer sayısal modülasyonlarla karşılaştırmalar ve diğer modülasyontekniklerinin gerçekleştirilmeleri de yapılmıştır. Gerçekleştirmeler hem Matlab'da bilgisayarortamında, hem de C ile Analog Devices'ın Blackfin DSP ailesinden ADSP-BF533 sayısalişaret işleyicisi içersinde yapılmıştır.Anahtar kelimeler: Sayısal modülasyon, Sürekli Faz Modülasyonu(CPM), DSP, BlackfinDSP, Darbe şekillendirme, Gauss darbe şekillendirici, FM, FSK, QPSK, OQPSK, MSK,GMSK.
Beyaz eşyada (fırın ve buzdolabında) sensör uygulamaları
ÖZETGenel olarak beyaz eşya biçiminde isimlendirilen, çamaşır makinesi, buzdolabı, bulaşıkmakinesi, fırın, kurutucu v.b. makineler günümüz insanın hayatının vazgeçilmez bir parçasıolmuş ve hemen her evde en az bir kaçı bulunur hale gelmiştir. Bu makinelerin temelişlevlerini gerçekleştirebilmeleri için hali hazırda barındırdıkları bazı sensörler bulunmaktadır.Ancak bu sensörler çok çeşitli ve gelişmiş olmayıp çoğunlukla sıcaklık algılama amaçlı basitelektronik elemanlar veya elektromekanik anahtarlar/sensörlerdir. Örneğin çamaşır makinesi,bulaşık makinesi, fırın ve buzdolabında sıcaklık, NTC, PTC gibi sıcaklık duyarlı elemanlarlaveya mekanik termostatlar ile algılanmaktadır.Her geçen gün teknolojinin doğa ve kullanıcı dostu olması gerekliliği biraz daha fazlaanlaşılmaktadır. Bu gereklilik mühendisliğin amacına da uygun olarak tüm endüstriyel veevsel amaçlı cihazları/makineleri bugün olduklarından daha fonksiyonel, güvenli, verimli veakıllı olmaya zorlamaktadır. Makinelerin istenilen bu özellikleri kazanması doğrudanüzerlerindeki veya çevrelerindeki fiziksel koşullara ilişkin bilgi sahibi olmaları yani kritikfiziksel değişiklikleri algılamaları ile ilgilidir. Bahsedilen bu algılama artık dilimize girmişolan ve algılayıcı kelimesi ile eşanlamlı olarak kullanılan sensörler ile yapılmaktadır.Sensörlerin bir çok elektronik komponent gibi yeni üretim teknolojileri sayesinde boyutolarak küçülmeleri, daha üstün özelliklere sahip hale gelirken ucuzlamaları ve beyazeşyalarda ihtiyaç duyulan hassas ve ucuz algılama ihtiyacına cevap verir duruma gelmeleri ilesensörlerin beyaz eşyalara entegrasyonu süreci başlamıştır.Bu çalışmada fırın ve buzdolabında nem ve gaz algılamanın gerçeklenmesi için bilgi birikimive tecrübenin elde edilmesi amaçlanmıştır. Öncelikle buzdolabı ve/veya fırındakullanılabilecek sensörlerin ve teknolojilerinin öğrenilmesi, algılanan fiziksel büyüklüğünkontrol algoritmasına sağlayabileceği bilgilerin belirlenmesi amacıyla nemin termodinamiğinide içeren bir literatür araştırması yapılmıştır. Literatürden elde edilen bilgiler ışığındaçalışmanın kapsamı elektrikli ankastre fırında nem algılama olarak daraltılmış ve belirlenenuygun sensör ile fırın üzerinde nem algılama gerçeklenmiştir. Bu gerçekleme esnasında fırıniçerisine konulan yiyeceğin miktarının nem algılama ile belirlenebildiği ayrıca yiyeceğincinsinin ve pişme durumunun da kestirilebileceği görülmüştür.Çalışma beyaz eşyalarda kullanılabilecek sensörlerin ürettiği elektriksel işaretleri işleyecek;sıcaklık ve offset kompansazyonu, kuvvetlendirme, filtreleme gibi bir çok sensör için ortakihtiyaç olan işlemleri gerçekleştirecek yenilikçi elektronik donanımlardan bazılarıincelenmiştir. Bu bağlamda Texas Instruments PGA309 ve Cypress Semiconductor PSoCentegrelerine ait geliştirme kitleri ile uygulamalar yapılmış ve donanımların performanslarıincelenmiştir.Bu dokümanda çalışma boyunca yapılan araştırma ve uygulamalar ile öğrenilmiş bulunansensörlerin var olan beyaz eşyalara entegrasyonun, beyaz eşya kontrol sisteminebağlanmasına kadar olan tüm aşamaları fırında nem algılama özelinde sergilenmiştir.Anahtar kelimeler: Sensör, Beyaz eşyada sensörler, Nem sensörü, Gaz sensörü, Basınçsensörü, Sensör teknolojileri, Nem algılama, Sensör sinyali işleme, Nem algılamaenstrumantasyonu, Fırında nem algılama, Buzdolabında Nem algılama, Akıllı fırın, Akıllıbuzdolabı, Isıl iletkenlik sensörü
Yayılı spektrum haberleşmesinde boğucu işaret çıkarımı
*HOLúHQWHNQRORMLLOHELUOLNWHKDEHUOHúPHVLVWHPOHULQGHoR÷XQOXNODNDEORVX]LOHWLúLPWHNQLNOHUL WHUFLKHGLOPHNWH YH EXWHNQLNOHUH RODQLOJLJLGHUHNDUWPDNWDGÕU )DUNOÕ KDEHUOHúPH VLVWHPOHUL IDUNOÕ IUHNDQV EDQWODUÕQGD LOHWLP \DSVDODU ELOH KHU ELU LúDUHW ELU GL÷HUL LoLQ ER]XFX HWNL J|VWHUHELOPHNWHGLU .DVÕWVÕ] RODUDN JHUoHNOHúHQ EX WLS ER]XFX HWNLOHU VLVWHPH ER÷XFX LúDUHWOHULQNDUÕúWÕUÕOPDVÕ\ODNDVÕWOÕRODUDNGD\DSÕODELOPHNWHGLU g]HOOLNOHDVNHULX\JXODPDODUGD NDUúÕODúÕODQ EX GXUXPGDQHQ D]HWNLOHQPHNLoLQ NXOODQÕODQ ELU \|QWHP GR÷UXGDQ VÕUDOÕ \D\ÕOÕ VSHNWUXP '6 <6 WHNQLNOHUL\OH JHUoHNOHQHQ NRG E|OúPO oRNOX HULúLP &'0$ KDEHUOHúPHVLGLU '6 <6 LOH &'0$¶GH LúDUHW JHQHOOLNOH LNLOL ID] ND\GÕUPDOÕ DQDKWDUODPD %36. LOH PRGOH HGLOGLNWHQ VRQUD 31 V|]GH UDVJHOH NRGX LOH oDUSÕODUDN IUHNDQVWD \D\ÕOPDNWDYHNHQGLEDQWJHQLúOL÷LQGHQROGXNoDE\NELUEDQWJHQLúOL÷LLOHLOHWLOPHNWHGLU %X WH]GH ELU '6 <6 KDEHUOHúPH VLVWHPLQGHQ ER÷XFX LúDUHW oÕNDUÕPÕ LoLQ \HQL ELU \|QWHP |QHULOPHNWHGLU %X \|QWHP LOH DOÕQDQ LúDUHWH ]DPDQ IUHNDQV GD÷ÕOÕPODUÕQGDQ NÕVD VUHOL )RXULHU G|QúP .6)' X\JXODQDUDN ER÷XFXLúDUHWLQ NHVWLULPL \DSÕOPDNWD YH HOGH HGLOHQ NHVWLULP DOÕFÕGDNL WRSODP LúDUHWWHQ oÕNDUÕOPDNWDGÕU .6)' WHNQL÷L LOH HOGH HGLOHQ NHVWLULP EDúDUÕPÕ ROGXNoD \NVHNWLU 7DVDUODQDQ KDEHUOHúPH VLVWHPLQGH NDQDO DOÕFÕ LOH YHULFLQLQ ELUELULQLJ|UPHGL÷L YH oRN \ROOX V|QPOHPHOL ELU5D\OHLJK NDQDO RODUDNPRGHOOHQPLúWLU %X KDEHUOHúPHVLVWHPL VLVWHPHNDUÕúDQER÷XFXLúDUHWLQWRQYHoRNELOHúHQOLo|USOHUGHQROXúPDVÕ GXUXPODUÕ LoLQ D\UÕ D\UÕ LQFHOHQPLúWLU +HU ELU GXUXP LoLQ ELW KDWD RUDQÕQÕQ ELW HUURU UDWH %(5 GH÷LúLPL KHPLúDUHWJUOWRUDQÕQD VLJQDOWRQRLVHUDWLR 615 KHPGHER÷XFXLúDUHWLQ J|QGHULOPHNLVWHQHQLúDUHWHRUDQÕQD MDPPHUWRVLJQDOUDWLR -65 J|UHLQFHOHQPLúWLU %HQ]HWLPOHUGH 615 GH÷HUOHUL > @ DUDOÕ÷ÕQGD GH÷LúWLULOHUHN KHU ELU 615 GH÷HUL LoLQ YHULQLQ DOÕFÕGD GR÷UX RODUDN DOÕQPD EDúDUÕPÕ KHVDSODQPÕúWÕU %XQD J|UH 615 G%¶GHQ \NVHOPH\H EDúODGÕ÷ÕQGD EX EDúDUÕP ¶GDQ ¶H \NVHOPHNWHGLU .6)'LOH ER÷XFX LúDUHW oÕNDUÕPÕ\DSÕOPDGÕ÷ÕQGDLVHEXGH÷HUOHU ¶GDQ ¶DNDGDU\NVHOPHNWHGLU 615¶ÕQ G% ROGX÷X GXUXPGD .6)' LOH ER÷XFX LúDUHW oÕNDUÕPÕ WHNQL÷L NXOODQÕOGÕ÷ÕQGD EDúDUÕP LNHQ EXWHNQLNNXOODQÕOPDGÕ÷ÕQGDEDúDUÕP ¶GLU $QDKWDUNHOLPHOHU %R÷XFXLúDUHW ER÷XFXLúDUHWoÕNDUÕPÕ ]DPDQ IUHNDQVDQDOL]L NÕVD VUHOL )RXULHUG|QúP NRG%|OúPOoRNOXHULúLP &'0$ GR÷UXGDQVÕUDOÕ\D\ÕOÕVSHNWUXP '6 <6
İki boyutlu HSA gabor filtresinin FPGA ile gerçeklenmesi
Hücresel Ağ modeli 1988 yılında L. O. Chua ve L. Yang tarafından ortaya atılmıştır. HücreselSinir Ağlarının, insan beynindeki gibi bölgesel bağlantılara sahip olması VLSIgerçeklenmesini olanaklı kılmıştır. Analog yapıdaki HSA, sayısal sistemlerin erişemeyeceğiişlem hızlarına erişebilmekte, bundan dolayı birçok alanda tercih edilmektedir. HSAkomşuluk ilişkileri bulunan düzenli bir ızgara yapısına sahiptir. Hücresel Sinir Ağlarının sahipolduğu bu yapı birçok uygulamaya elverişli olsa da en yaygın kullanımını görüntü işlemedebulmaktadır. HSA ile görüntü işleme için çeşitli filtreler kullanılmaktadır, bunlardan biri deGABOR Filtreleridir.Gabor süzgeçleri görüntü işlemede ön işlem olarak kullanılırlar. Gabor Süzgecinin Sayısaldevrelerde gerçeklenmesinde karmaşık sayılar yüzünden bazı problemler oluşmaktadır. Butezde gabor süzgeçlerinin sayısal ortamda daha iyi nasıl gerçeklenebileceği ve bugerçeklemenin uygulamaları sunulacaktır. Gabor süzgecinin karmaşık işlem yoğunluğunuHSA (Hücresel Sinir Ağı) ile nasıl azaltılabilineceğini gösteren B. Shi HSA Gabor TipSüzgeçleri geliştirmiştir. Analog VLSI olarak gerçeklenen bu süzgeçler hem gerçek hem desanal kısımlarını aynı anda hesaplama ve analog bir sistem olması nedeniylede yüksek hızlarsunmaktadır. Bu tezde Analog sistemin yaklaşıklık yöntemleri kullanılarak sayısal devredurumuna getirilip sayısal olarak HSA Gabor Tip Süzgecin MATLAB ve Modelsimbenzetimi ve FPGA (Field Programming Gate Array) üzerinde gerçeklemesi yapılmıştır.Anahtar kelimeler: Hücresel Sinir Ağı (HSA), Gabor, süzgeç, FPGA, VHDL.ii
Yapay sinir ağları ile yüz sezimi ve takibi
Son yıllarda bilgisayarların işlem gücünün artması ve kamera sistemlerinin fiyatlarınındüşmesi nedeniyle daha kolay elde edilebilir olması görsel yolla insan bilgisayar iletişiminidaha popüler ve uygulanabilir bir hale getirmiştir.Bu çalışmada video görüntülerinde insan yüzlerinin bulunması ve gerçek zamanlı izlenmesiproblem olarak ele alınmıştır. Bilgisayar aracılığıyla dijital görüntülerde insan yüzlerinin veyüzle ilgili özelliklerin bulunması insan bilgisayar arayüzlerinin oluşturulmasında, güvenlikve izleme sistemlerinde, içerik tabanlı sorgulama sistemlerinde, video konferans sistemlerindeve otomatik yüz tanıma sistemleri gibi birçok uygulamada kullanım alanı bulmaktadır.Yapılan çalışmada kamerayla alınan video görüntülerinde insan tenine ait olduğu düşünülenbölgelerde veya resmin tamamında nöral tabanlı bir filtreyle insan yüzleri aranmış ve renktabanlı bir algoritmayla takip edilmiştir. Nöral tabanlı filtre olarak çok katmanlı algılayıcıyapısında bir yapay sinir ağı kullanılmıştır.
Kaotik zaman serilerinin yapay sinir ağlarıyla kestirimi: Deprem verisi durumu
Bu çalışmanın amacı; gelişen kaos analizi ve yapay zekâ yöntemleri sonucu kaotik zamanserilerinin ne oranda kestirilebileceğini belirlemektir. Sağlıklı kayıtların yapılmaya başlandığı1971 yılından başlayarak 1971-2005 arasında Marmara Denizi ve çevresinde gerçekleşmişdepremlerin büyüklükleri zaman serilerini oluşturmak için kullanılmıştır. Kaosundeterminizm içeren, zamanla değişen, doğrusal olmayan, karmaşık fakat belirli bir düzenegöre hareket eden yapısı nedeniyle, çalışmada, bu özelliklere sahip olduğu düşünülen depremverisinin kullanılması uygun görülmüştür. Bunun yanında yüzyıllardır kestirilmeye çalışılandepremlerin yarattığı can ve mal kayıpları bu tür çalışmaların yapılmasını anlamlı ve gereklikılmaktadır.Bu amacı gerçekleştirmede klâsik işaret işleme yöntemleri, Kaos Teorisi sonrasında ortayaçıkan analiz yöntemleri ve yapay sinir ağları ile analiz ve kestirim için çeşitli programlarkullanılmıştır.Yeteri kadar uzun, minimum anomali içeren, kaotik zaman serilerinin kestiriminde kaydadeğer başarı oranları elde edilmiştir. Kısa vadeli kestirimde uzun vadeli kestirimden daha iyisonuçlar alınmıştır. Ancak genel eğilimin kestirilmesindeki başarı, büyük depremlerinkestirilmesindeki başarıya yansımamıştır.Anahtar kelimeler: Kaotik Zaman Serilerinin Kestirimi, Deprem Kestirimi, Kaos Teorisi,Yapay Sinir Ağları, Zaman Serisi Analizi.
Yüksek frekans anahtarlamalı faz kontrollü DC-AC invertör
Bu çalışma, faz kontrollü DC-AC invertörler incelenmiştir. Devredeki, izolasyontransformatörünün primer ve sekonderinde birer çift anahtar bulunur. Gerilim transferoranı, iki çift anahtar arasındaki faz farkı ile kontrol edilir. Akım ve gerilimsıçramaları snubber devreleri ile azaltılmıştır. Sonuç olarak, anahtarlama frekansıyükseltilerek transformatör küçültülmüştür. Bu yapıdaki DC-AC invertörler bilhassaküçük boyutlu kesintisiz güç kaynağı yapımı için uygundur.
Genetik algoritmalar ile radyal temelli fonksiyon ağlarının optimizasyonu
Yapay sinir ağları topolojisinin ağın performansına güçlü bir etkisi vardır, ancak optimalkonfigürasyonun bulunması önemli bir sorundur. Radyal Temelli Fonksiyon (RBF) ağlarındamerkezlerin yeri ve Gauss fonksiyonunun genişliği ağın performansı üzerinde kritik biröneme sahiptir. Merkezler ve saklı katman genişlikleri kromozamlara kodlanarak bu iki kritikparametrenin Genetik Algoritmalar (GA) ile optimizasyonu hedeflenmiştir.. Genetikalgoritma için uygunluk fonksiyonu test başarım oranıdır. Merkezlerin, veri kümesindeki satırdeğerleri olarak algılanması gereken bu yapıda optimize edilecek parametrelerin alabileceğimaksimum ve minimum değerler algoritmanın işlemesi sırasında belirtilmektedir. Algoritmaverilen sınır değerleri arasından en uygun çözümü bulmaya çalışmaktadır.Optimizasyon işlemi tiroid hastalığı, iris çiçeği, e.coli bakterisi, fetus gelişimi, cam (glass) velens veri kümeleri üzerinde denenmiştir. Çalışmanın en önemli avantajı, eğitme setinin küçükbir kısmı kullanılarak başarılı bir sonuç vermesidir. Her bir veri kümesinden az sayıda örnekalınarak ağlar eğitilmiş ve tüm veri kümesi ile test edilmiştir. Seçilen veri kümelerinin zorsınıflanan bir karakteristikte olmasına dikkat edilmiş, bu şekilde GA-RBF başarımı daha iyigözlenmiştir.Tüm simülasyonların Matlab 7 programıyla gerçekleştirildiği bu yaklaşımda, elde edilengrafikler ve karşılaştırmalı tablolar GA-RBF optimizasyonunun RBF yaklaşımından dahaüstün olduğunu ortaya koymuştur. GA algoritmasının çalışması uzun sürede gerçekleşse de,geniş ve zor sınıflanan veri kümeleri için daha cazip sonuçlar sunmaktadır. Simülasyonbölümünde ifade edilen sonuçlar ve karşılaştırmalar, önerilen yaklaşımın kabuledilebilirliğini açıkça ortaya koymaktadır.Anahtar kelimeler: Genetik Algoritmalar, Radyal Temelli Fonksiyon Ağları, MerkezSeçimi, Gauss Fonksiyon Genişliği
Yenilikçi bir arama kurtarma sisteminde veri iletişimi için algoritma geliştirme ortamı
Marmara Bölgesi'nde yakın gelecekte beklenen depreme hazırlık çalışmaları kapsamında göçük altında kalacak kişilerin en kısa sürede kurtarılması için gerekli arama kurtarma sistemlerinin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu amaçla giyilebilir alıcı-vericiler üzerinde çalışılmaktadır. Uygun frekansta elektromanyetik ışınım yayan alıcı-vericiler, bu ışınımın enkazdan geçebilme özelliği sayesinde enkaz içerisinde kolayca tespit edilebilirler. Bu sayede, enkaz altında kalanların yerlerinin çok yüksek başarımla tespit edilebilmesi mümkün olacaktır. Böyle bir sistem, yer tespitinin ötesinde göçük altında kalanların kimliklerinin tespit edilmesini de sağlayabilir. Ancak bu, enkaz gibi belirsiz ve zorlu bir ortamda hatasız veri transferini gerektirmektedir. Bu tezde alıcı-verici temelli bir arama kurtarma sisteminin enkaz ortamında veri transferi için ihtiyaç duyacağı veri düzeltme yöntemlerinin geliştirilmesine yönelik bir algoritma geliştirme ortamı üretilmiş ve veri düzeltme algoritmaları incelenerek bir yöntem önerisi geliştirilmiştir. Son yıllarda kablosuz veri transferi konusunda önemli gelişmeler gerçekleşmiştir. Ancak bunlar uygulamaların ihtiyaçları gereği genelllikle açık hava gibi homojen veya şehir-içi ve bina-içi gibi yarı-homojen ortamlarda veri transferine yönelik çalışmalardır. Burada söz konusu ortam ise enkaz gibi homojen olmayan ve kayıplı bir ortamdır. Bu nedenle özgün yöntemlerin geliştirilmesini gerektirmektedir. Tez çalışması iki kısımdan oluşmaktadır. Bunlardan biri donanım geliştirme diğeri ise yazılım ve yöntem geliştirme çalışmalarını kapsar. Donanım kısmı, biri alıcı diğeri verici olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Yazılım kısmı her iki donanımla ilişkili yazılım ve yöntem geliştirme çalışmalarını kapsamaktadır. Donanımsal olarak her iki bölüme ait anten ve RF devreler geliştirilmiş ve geliştirme devreleri aracılığıyla denetleyicilerin sisteme entegre edilmesi sağlanmıştır. Yazılımsal olarak ise, denetleyiciler için gömülü kod ve alıcı kısımda elde edilen verinin matlab programında yorumlanmasını sağlayan matlab kodları yazılmıştır. Çalışmada enkaz ortamı uygulama alanı olarak düşünülmüş olup, bu ortamda verinin alındıktan sonraki durumu araştırılmıştır. Verinin en az hasara uğrayarak alınmasını sağlamak için varolan metodların dışında geliştirilen bir yöntem kullanılmıştır. Bu metodda, gönderilecek veri paketindeki her bir bit için uygulamanın izin verdiği kadar uzun süreli gönderim gerçekleştirilmiş ve gönderilecek her verinin ardından veri bitleri arasında karışma olmaması amacıyla yeterli süre bekleme yapılmıştır. Özetle, verinin darbe boşluk oranı azaltılarak verinin enkazdaki olası yansımalardan asgari düzeyde etkilenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada ayrıca hali-hazırda kullanılan bazı veri düzeltme protokolleri ve veri transferinde karşılaşılan zorluklarla ilgili genel bilgi verilmiştir Anahtar Kelimeler: Arama kurtarma, veri düzeltme, RF, enkaz.
Robotikte hücresel sinir ağları uygulamaları
Kendi kendine karar verebilen ve son dönemde ?akıllı? olarak tabir edilmeye baslanan sistemler her geçen gün bilim kurgu olmaktan çıkıp biraz daha günlük hayatımızdaki yerlerini almaktadır. Buradaki ?akılı? kelimesini en az yadırgayarak kabullenebileceğimiz sistemler süphesiz robotik sistemlerdir. Robot bilimi ve teknolojisi olarak tanımlanabilecek robotik, aynı zamanda doğa taklit etme islemidir. Milyarlarca yıl süren ve evrimin bir parçası olan doğal ayıklanma sürecinde yalnızca en iyi olanların hayatta kalıp günümüze geldiği göz önüne alındığında doğayı taklit etmenin mantıklı olduğu görülür. Taklit isleminin inceleme alanı çok genistir. Örneğin bir böcek türünün bacak kontrolünün veya retina yapısının incelenmesi, birbirinden çok farklı olan taklit etme islemleridir. Bu tez robotik ve Hücresel Sinir Ağlarının (HSA) konularının kesisim noktası olan iki parçadan olusmaktadır. Tezin ilk yarısının basında, çok bacaklı robotların bacak hareketinin senkron bir sekilde kontrolü konusunda literatürde yer alan bazı makaleler incelenmistir. Daha sonra HSA'nın analog ifadesinin sayısale çevrilerek Tepkime Yayılımlı HSA (Reaction Diffusion CNN --- RD--CNN) simülasyonunun sayısal sistemler üzerinde yapılabileceği gösterilmistir. Son olarak elde edilen simülasyon sonuçları verilerek TY--HSA'nın sayısal devrelerle gerçeklenebileceği kanıtlanmıstır. Tezin ikinci kısmında, retinadaki ön islemeleri taklit ederek özellik çıkarılması amacıyla kullanılabilecek Gauss ve Gabor benzeri lineer HSA süzgeçleri ele alınmıstır. Sonra bu süzgeçlerin ayrıklastırılmasıyla elde edilen durum denklemlerinin çözülmesi amacıyla lineer çözüm yöntömleri ele alınmıstır. Daha sonra bellek gereksinimini azaltacak ve simülasyon hızını arttıracak bazı optimizasyonlar yapılmıstır. Son olarak simülasyon sonuçları verilerek karsılastırmalar yapılmıstır. Anahtar Kelimeler: Hücresel sinir ağları, robotik, tepkime yayınımı, seyrek matrisler.
Yön seçici ve hıza ayarlı filtreler, Gauss ve Gabor filtrelerinde son gelişmeler
Değisik türden filtre yapıları ve bunların Hücresel Sinir Ağları (HSA) üzerine uygulamaları incelenmistir. Bunlar, sabit görüntü girisleri için Gauss benzeri filtreler, doğrultusu ve bant genisliği ayarlanabilen Gauss benzeri filtreler ve Gabor benzeri filtreleri içermektedir. Ayrıca, hareketli görüntü girisleri için hıza ayarlı ve yön seçici filtreleri kapsamaktadır. Anahtar Kelimeler: Hücresel sinir ağları, hıza ayarlı filtreler, yön seçici filtreler, HSA Gauss benzeri filtreler, HSA Gabor benzeri filtreler
Uyarlananılabilir anten tasarımı ve simülasyonu
Gezgin haberleşme sistemlerinde kullanılan frekans bantları sınırlıdır. Gün geçtikçe gezgin haberleşme sistemlerinin kullanımının artması, bu sınırlı kaynağın en etkin ve verimli şekilde kullanımını gerektirmektedir. Bu işlevi yerine getirmek uyarlanabilir antenler çözüm olarak önerilmiştir. Bu antenlerin amacı hücre içersinde kullanıcının yönünü bulmak ve sadece bu yönde anten karakteristiği biçimlendirmesi yapmaktır. Ayrıca uyarlanabilir antenler sistemi çeşitli gürültülerden arındırarak kapasiteyi artırmaktadır. Uyarlanabilir anten tasarımında uyarlanabilir algoritmalar kullanılmaktadır. Günümüzdeki uyarlanabilir antenlerde LMS (Least Mean Square ) algoritması kullanılmaktadır. Bunun nedeni LMS algoritmasının yüksek verimliliğe sahip olmasıdır. Literatürde eğitici verisi kullanan algoritmalar ve eğitici verisi olmadan gelen işaretten istenen işaret kestirimi yapan algoritmalar olmak üzere iki tür uyarlanabilir algoritma yapısı sunulmuştur. Bu tezde hedef verisi olmadan alınan işaretten istenen işaret kestirimi yapan yeni bir uyarlanabilir algoritma önerilmesi ve bu algoritma ile uyarlanabilir anten simülasyonu yapılması amaçlanmıştır. Anahtar kelimeler: Uyarlanabilir süzgeçler, uyarlanabilir algoritmalar, uyarlamalı antenler, akıllı antenler.
Gürültü azaltmada LMS adaptif süzgeçlerin FPGA kullanarak uygulanması
Dogal ortamda insan kulagına gelen ses bilgisi birden fazla kaynaktan çesitli bilesenlerle birlikte gelmektedir. Kulak, bu toplanmıs isareti degerlendirmeye çalısmaktadır. Bu durumda istenmeyen isaretler ses kalitesini düsürmekte hatta bazen duyulan sesin anlasılmamasına neden olmaktadır. Gürültü birden fazla kaynaktan gelebilir, genligi ve frekansı degisken olabilir. Böyle durumlarda, bu degisimler kendini tekrarlamıyorsa ve önceden bilinmiyorsa önlem almak zorlasır, anlık çözümler bulmak zorunda kalınır. Çesitli gürültü kaynakları için çesitli süzgeçler kullanılmaktadır. Eger gürültü bilesenleri belli degerleri alıyorsa ve belli zaman aralıklarında kendini tekrarlıyorsa alınabilecek önlemler hem donanım açısından daha basittir hem de sonuçları oldukça iyidir. Fakat gürültü tamamen öngörülemez ise ve belli bir periyodu yoksa farklı önlemler almak gerekir. Bunun için matematiksel çözümler üretilebilir ancak bunun donanımsal maliyeti çok yüksektir yada imkansızdır. Bu yüzden kendinden uyarlamalı süzgeçler kullanılabilir. Kendinden uyarlamalı süzgeçler, süzgeç çıkısından aldıkları bilgiyi kendi agırlıklarını güncellemede kullanarak çıkısı girise göre düzeltmeye çalısır. Günümüzde oldukça genis uygulamaları bulunan kendinden uyarlamalı süzgeçlerden biri de LMS tabanlı veya bir ileriki hali NLMS tabanlı süzgeçlerdir. LMS tabanlı süzgeçlerin sonuçları mükemmel degildir fakat kabul edilebilir sonuçlar üretmektedir. LMS tabanlı süzgeçler bunun yanında donanıma uyarlaması bakımından avantajlara sahiptir. Donanım, algoritmaların yanında ikinci bir problemdir. Bulunan en uygun algoritmanın donanımı imkansız olabilir bu yüzden algoritma ile donanım arasında en iyi iliskiyi kurabilmek çözümün diger parçasıdır. Bu çalısmada algoritmadan donanıma geçis süreci dikkatli bir sekilde anlatılmıstır. Sunulan bu çalısma: iki giris isaretini alarak uygun çıkıs üretebilen kendinden uyarlamalı, LMS yöntemi ile çalısan süzgeç ve bunun FPGA üzerinde gerçek zamanlı olarak uygulanmasını anlatmaktadır. Anahtar kelimeler: Uyarlamalı süzgeçler, LMS, FPGA, gerçek zamanlı algoritmalar, ses isleme, gürültü bastırma.
Endüstriyel otomatik kontrol sistemleri için grafik kontrol paneli
Bu tezde, ilk olarak endüstriyel otomatik kontrol sistemlerinde kullanılan operatör panelleri incelenmis, daha sonra da incelenen sistemlere benzer yapıda yeni bir grafik kontrol paneli yazılımı ve donanımı olusturulmustur. Sistem iki ana konu üzerinde gerçeklestirilmistir. Bu konular, Bilgisayar tarafından Ekranı programlamak için gerekli olan yazılımın olusturulması ve bilgisayar tarafından programlanan, bilgisayardan bağımsız bir sekilde çalısan bir panel donanımının gerçeklestirilmesidir. Yapılmak istenen sisteme altyapı olması amacıyla ilk bölümde değisik tipte grafik ekran panelleri tanıtılmıs ve bunlar ait özelliklerden bahsedilmistir. ?kinci bölümde tasarlanan sistem donanımda kullanılan ve tüm bilesenleri birbirine bağlayacak olan mikrodenetleyici tanıtılmıstır. Seçilen Grafik Ekrandan ve Ekran ?slemcisinin sahip olduğu parametrelerin açıklamaları ve nasıl kullanılacakları üçüncü bölümde anlatılmıstır. Dördüncü bölümde panel için olusturulan donanımdan bahsedilmis, kullanılan elemanların tasarlanan yapıdaki amaçları anlatılmıstır. Donanımsal özelliklere hükmedecek yazılımsal yapının ne sekilde olusturulduğu, sistem bilesenleri arasında islemlerin nasıl yapıldığı son bölümde anlatılmıstır. Anahtar kelimeler: Operatör Paneli, Grafik Ekran, Mikrodenetleyici, Delphi
Tek fazlı gerilim kaynaklı invertörlerin çıkış harmoniklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Tek Fazlı Gerilim Kaynaklı çeşitli invertörlerin çalışma prensipleriyle beraber invertör çıkışındaki sinyallerin harmonik analizleri yapılarak bu harmonikleri azaltmak veya elemine etmek için uygun aktif ve pasif filtrelerin seçiminin nasıl yapılacağı hakkında bilgi verilmeye çalışılmıştır. Bununla beraber, çeşitli gerilim kaynaklı invertörlerin normal (kare dalga sürme) ve PWM'li çalışma yöntemleri irdelenerek PWM'li çalışma modu için aktif filtre sağlanmıştır. Her iki çalışma modu için invertör çıkışına LC pasif filtre de eklenerek harmonikler etkisi azaltılmaya veya yok edilmeye çalışılmıştır. Anahtar kelimeler: Tek fazlı gerilim kaynaklı invertörler, Harmonikler, PWM, Toplam harmonik distorsiyon, Aktif filtre, Pasif LC filtre