###### tags: `ONE-BIT AUTOCORRELATION ESTIMATION WITH NON-ZERO THRESHOLDS` `研一` `論文` # 第一篇ONE-BIT AUTOCORRELATION ESTIMATION WITH NON-ZERO THRESHOLDS # ABSTRACT ## 目的 :::info 使用one-bit quantizer with a non-zero threshold,達到==autocorrelation estimator==(autocorrelation的測量)。 ::: ## 過去的兩種方法 - ==power estimation== and ==the Fisher information== were studied for one-bit quantizers with thresholds - Fisher information不清楚這是什麼 - ==normalized autocorrelation== with one-bit quantizers of a ==zero== threshold - polarity coincidence correlator (PCC) # introduce :::info 在過去我們測量==power==和==normalized autocorrelation==需要使用兩次one-bit quanitzers,這會造成硬體成本的上升以及更複雜的系統,但是作者提出一個新的方法,只需要一次的one-bit quantizer,這可以同時測量==power==和==normalized autocorrelation== ::: ## 作者方法 ### 步驟一 - 根據one-bit data的Sample的平均值,推斷出power信息。 ### 步驟二 - 在threshold不為0的情況下,把==量化後==的autocorrelation和==未量化==normalized autocorrelation相關聯。 - Price’s theorem [13], Mehler’s formula [14], and Hermite polynomials [15, 16] ## Hermite polynomials ![](https://i.imgur.com/b8NxSG8.png) ## Mehler’s formula ![](https://i.imgur.com/dCq1hsU.png) # PRELIMINARIES(開場) :::success 初步講解了: 1. one-bit quantizer是什麼 2. 當threshold=0時,==量化後==的autocorrelation和==未量化==normalized autocorrelation相關聯。 ::: ## one-bit quantizer ![](https://i.imgur.com/gQPoC88.png) ## 當threshold=0時 ![](https://i.imgur.com/9zSprz9.png) - 缺點是:失去power information。 # ONE-BIT QUANTIZATION WITH A POSITIVE THRESHOLD(當threshold大於0) :::info 探討量化後的期望值、autocorrelation和未量化的autocorrelation的關系。 ::: - 用來找出未量化的標準差$\sigma_x$,用於解最佳化問題 ![](https://i.imgur.com/4mNH5Qb.png) - 從量化的autocorrelation推導出未量化的autocorrelation。 - 推導過程我不會 ![](https://i.imgur.com/dcQaQTb.png) # ONE-BIT AUTOCORRELATION ESTIMATION(演算法推導過程) :::info ::: ![](https://i.imgur.com/RkCB9Vp.png) - 演算法==第一步==驟使用這公式 ![](https://i.imgur.com/BmUlMDD.png) - 這個公式可以推導出,第三步的公式,進而推導出$\sigma_x$ ![](https://i.imgur.com/aERkjc6.png) - 把sample出來的資料做autocorrelation後,代入(4)這個公式,找出==未量化的normalized autocorrelation== ![](https://i.imgur.com/2icoULC.png) ![](https://i.imgur.com/aL9LP0A.png) - 因為(4)有無限多項,所以做truncated。 ![](https://i.imgur.com/r2SIEzs.png) - 這裡我不太懂,像是: - arg min的符號意義 - 最佳化的符號,$\rho$為loss function ![](https://i.imgur.com/f9NAkiE.png) - 把得出的normalized autocorrelation取實部後乘上power(功率),找到為量化前的Autocorrelation。 ![](https://i.imgur.com/3eJKUOy.png) # NUMERICAL EXAMPLES(實驗的結果) :::info 使用Monte-Carlo來做實驗,比較不同threshold後,實際上的autocorrelation和測量出來autocorrelation的差異。 ::: - 不同threshold上,每一個Autocorrelation與實際的Autocorrelaiton的差異。 - R = 10 Monte-Carlo trials 這是什麼意思。 - ==不太懂k是什麼==,這是做量化後信號autocorrelation的時間差k。 ![](https://i.imgur.com/rO3HrlB.png) - 最後用這張圖表示,我們可以使用one-bit量化來推出autocorrelation,且誤差很低(5dB)。 ![](https://i.imgur.com/EENyTes.png) # 賣點: - 使用one-bit且non-zero threshold推導出未量化的autocorrelaiton。 # 問題: - Price’s theorem [13], Mehler’s formula [14], and Hermite polynomials [15, 16],所推導出的: ![](https://i.imgur.com/dcQaQTb.png) - ==R = 10== Monte-Carlo trials,R是指實驗做幾次。 ![](https://i.imgur.com/VPUr4T4.png) # 論點 ## 方程式的驗證 ## fisher information ## 微分程式的解法 ## (4)的正確性 ## 演算法為什麼要這麼設計 ## Qmax 為什麼要這麼選 ## 參數為什麼要這樣選 # 名詞查詢 ## One-bit quantization(量化) - 把input的數值,分成兩種結果 - ex:0或1 ## autocorrelation ## wide-sense stationary - 期望值為常數 - Autocorrelation只和時間的差有關。 ## non-zero thresholds And zero threshold ## polynomial root-finding ## array signal processing ## Fisher information ## polarity coincidence correlator (PCC) ## arcsine law ## stationary Gaussian process ## DOA estimation ## Monte-Carlo trials