Aνάπτυξη αποδοτικών αρχιτεκτονικών για την υλοποίηση του (FFT/IFFT) για εφαρμογές ασυρμάτων τοπικών δικτύων. Ανάπτυξη Αρχιτεκτονικών υψηλής παραμετροποιήσης ως πρός διαφορετικούς παράγοντες όπως το μέγεθος του μετασχηματισμού, τα εύρη σε αριθμό δυαδικών ψηφίων των εισόδων, των εξόδων και των συντελεστών. Βελτιστοποίηση άλλων βασικών παραγόντων κόστους υλοποίησης όπως η επιφάνεια και η ισχύς. / Sufficient development for the FFT/iFFT implementation in Wireless Local Networks (wLANs). Specific architectural development was established in order to achieve constraints in different factors such as the size of the transform or the dual input-output digits´ width. Improvement in basic factors was also achieved, in order to gain low cost implementation in sueface and power.

Στην εργασία εξετάζονται εφαρμογές της πρόσφατα αναπτυχθείσας τεχνικής επεξεργασίας σήματος με βάση τα κυματίδια. Εισάγεται η μεθοδολογία κυματιδίων, και παρουσιάζεται μια πλήρης διαδικασία μεθόδων ανάλυσης ακουστικής εκπομπής (ΑΕ) με βάση τα κυματίδια. Σε μία μελέτη συμπεριφοράς της θραύσης υλικών καταδεικνύεται το πλεονέκτημα των τεχνικών ΑΕ που βασίζονται στα κυματίδια, καθώς παρέχεται επίσης η συμβατική ανάλυση ΑΕ παράλληλα για σύγκριση. Σήματα ΑΕ από ενισχυμένα με ίνες γυαλιού (GFR) σύνθετα υλικά συλλέγονται κατά τη διάρκεια των τυπικών οιονεί στατικών δοκιμών εφελκυσμού και μετασχηματίζονται από τα διακριτά κυματίδια Daubechies. Τα αποτελέσματα επαληθεύουν ότι η μέθοδος που βασίζεται στα κυματίδια προσεγγίζει καλύτερα την παραμένουσα αντοχή σε σχέση με τις κλασσικές τεχνικές ΑΕ. Στη συνέχεια παρουσιάζεται μια νέα προσέγγιση για την ανάλυση των μεταβατικών κυμάτων διασποράς πλάκας που διαδίδονται σε σύνθετα ελάσματα βασισμένη επίσης στα κυματίδια. Δείχνεται ότι οι κορυφές του μεγέθους του WT του κυματιδίου Gabor στο πεδίο χρόνου-συχνότητας σχετίζονται με τους χρόνους άφιξης της ταχύτητας ομάδας. Παρουσιάζονται πειράματα πραγματοποιημένα σε ελάσματα γραφίτη/εποξειδίου των οποίων τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τη θεωρία των πλακών Mindlin. Τέλος, εξετάζεται το πρόβλημα του εντοπισμού της θέσης της επίπεδης πηγής για ανισότροπα ελάσματα, χρησιμοποιώντας τους εξαρτώμενους από τη συχνότητα χρόνους άφιξης και την κατευθυντική εξάρτηση των ταχυτήτων καμπτικής κατάστασης. / --

Τα κυκλοφοριακά πλήγματα είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει καθημερινά στα οδικά δίκτυα και προκαλεί από μεγάλες καθυστερήσεις μέχρι σοβαρά ατυχήματα. Η παρούσα μελέτη αφορά στην μικροσκοπική ανάλυση κυκλοφοριακού πλήγματος με την εφαρμογή του μετασχηματισμού wavelet. Με τη βοήθεια του μαθηματικού αυτού εργαλείου για την επεξεργασία των σημάτων της κυκλοφορίας, εξετάζονται 20 διαφορετικές περιπτώσεις συμβάντος, κάθε μία εκ των οποίων περιλαμβάνει ένα πλήγμα. Αποτυπώνονται οι τροχιές των εμπλεκόμενων οχημάτων, υπολογίζονται οι χρονοσειρές των ταχυτήτων τους και από τις κατανομές της ενέργειας wavelet προκύπτουν με ακρίβεια τα σημεία έναρξης και λήξη του πλήγματος. Τα σημεία αυτά χαρακτηρίζουν τον τρόπο που διαδίδονται τα πλήγματα από όχημα σε όχημα και από αυτά προκύπτει το «μονοπάτι» και η ταχύτητα διάδοσης πλήγματος. Τα πλήγματα διαχωρίζονται σε απλά και σύνθετα και αναλύεται η συσχέτιση των ταχυτήτων διάδοσης στα υπό – πλήγματα των σύνθετων πληγμάτων, καθώς και η επίδραση της παρουσίας μεγάλης χρονοαπόστασης στη διάδοση αυτών των πληγμάτων. / One of the most common problems in road networks is the shockwave, which can cause enormous delays and serious problems to traffic. This study presents a microscopic analysis of shockwave, using wavelet transform. Using wavelet transform for traffic signal processing, 20 shockwaves were examinated. By watching videos, trajectories of every single vehicle that was involved in these shockwaves are obtained and speeds are computed. Having the wavelet – based energy distributions, start and end points are marked in the trajectories diagrams. These points characterize the way the shockwave propagates from vehicle to vehicle. Marking these points we can find the shockwave propagation path and we can compute the shockwave propagation speed. A shockwave can be simple or complex. Thus, we can analyze the correlation between the shockwave propagation speeds of the parts of a complex shockwave; and the effect of time headway on shockwave propagation.

Στην εργασία χρησιμοποιούνται σήματα καρδιακού ρυθμού, τα οποία αντιστοιχούν σε φυσιολογικές και οξαιμικές περιπτώσεις.Στην συνέχεια αυτά τα σήματα τα επεξεργαζόμαστε με διάφορες τεχνικές. Στόχος της εργασίας αυτής είναι ο διαχωρισμός των δυο αυτών ομάδων. / In this thesis are used signals of cardiac rythm, that correspond in physiologic and oxidemic cases.Then we processed these signals with various techniques.Target of this thesis is the segregation of this two teams.

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μία μέθοδος πλήρους διακριτοποίησης (χωρικής και χρονικής) για την εξίσωση των Korteweg και de Vries. H μέθοδος αυτή μελετήθηκε από τον J. Schiff στην εργασία Loop groups and discrete KdV equations και στηρίζεται στην διάσπαση Birkhoff σε κατάλληλη ομάδα βρόχων για την εύρεση του ζεύγους Lax. Για τις προκύπτουσες εξισώσεις μερικών διαφορών κατασκευάζονται μετασχηματισμοί Backlund μέσω της ίδιας μεθόδου, οι οποίοι, στην συνέχεια, χρησιμοποιούνται για την εύρεση σολιτονικών λύσεων. Ειδικότερα, μία από τις διακριτοποιήσεις έχει άμεσο ("φυσικό") συνεχές όριο την εξίσωση potential KdV. Σε κάθε περίπτωση διακριτοποίησης, κατασκευάζονται σολιτονικές λύσεις, οι οποίες συγκρίνονται με αυτές της συνεχούς περίπτωσης και εξετάζονται ως προς την σολιτονική αλληλεπίδραση. / In this thesis, we present a method of full discretization (both spatial and temporal coordinates are discretized) for the Korteweg and de Vries' equation. This method was studied by J. Schiff in his paper Loop groups and discrete KdV equations. The procedure is based on Birkhoff decomposition in an appropriate loop group in order to derive a Lax representation. For the resulting partial difference equations, we construct Backlund transformations via the same method, which are used to generate soliton solutions. In particular, one discretization has the potential KdV equation as a standard (natural) continuum limit. In both cases, soliton solutions are produced and compared with those of the continuous case. Finally, we study their soliton interaction.

Στο πείραμα των μικροσυστοιχιών, η απόκτηση εικόνας συνοδεύεται πάντα από θόρυβο, ο οποίος είναι έμφυτος σε τέτοιου είδους διεργασίες. Είναι λοιπόν επιτακτική ανάγκη να χρησιμοποιηθούν τεχνικές προς καταστολή αυτού. Στην παρούσα εργασία αναλύονται μέθοδοι και παρουσιάζονται τα αποτελέσματά τους σε 5 επιλεγμένα παραδείγματα. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο wavelet denoising και συγκεκριμένα στους αλγορίθμους soft thresholding, hard thresholding και stationary wavelet transform. / The subject of this diploma thesis is the manufacturing of a driver assistance system. Robust and reliable vehicle detection from images acquired by a moving vehicle (i.e., on road vehicle detection) is an important problem with applications to driver assistance systems and autonomous, self-guided vehicles. The focus of this diploma is on the issues of feature extraction and classification for rear-view vehicle detection. Specifically, by treating the problem of vehicle detection as a two-class classification problem, we have investigated several different feature extraction methods such as wavelets and Gabor filters. To evaluate the extracted features, we have experimented with two popular classifiers, neural networks and support vector machines (SVMs).

Η μείωση της κατανάλωσης ισχύος αποτελεί το πιο σημαντικό πρόβλημα στα ψηφιακά ηλεκτρονικά κυκλώματα. Διάφορες μέθοδοι έχουν προταθεί, μεταξύ αυτών η χρήση επεξεργαστών δυναμικά μεταβαλλόμενου μήκους λέξης. Με αυτόν τον τρόπο, στους υπολογισμούς που απαιτείται μέγιστη ακρίβεια ο επεξεργαστής μπορεί να χρησιμοποιεί το μέγιστο δυνατό μήκος λέξης, ενώ σε αυτούς που η χαμηλή κατανάλωση ισχύος είναι ο κύριος στόχος μπορεί να χρησιμοποιεί μικρότερο μήκος λέξης. Τέτοιες απαιτήσεις συναντούνται συχνά σε εφαρμογές ψηφιακής επεξεργασίας σήματος, όπως για παράδειγμα στην κωδικοποίηση εικόνας. Για το λόγο αυτό μελετήθηκε ο αντίστροφος διακριτός μετασχηματισμός συνημιτόνου, ο οποίος αποτελεί το πιο ενεργοβόρο κομμάτι στην κωδικοποίηση εικόνας και η σχέση της ακρίβειάς του με το μήκος λέξης του επεξεργαστή. Στη συνέχεια κατασκευάστηκαν οι δομικές μονάδες για τις αριθμητικές πράξεις του επεξεργαστή, αθροιστές, αφαιρέτες και πολλαπλασιαστές με δύο διαφορετικά μήκη λέξης και τέλος οι υπόλοιπες μονάδες του. Τα αποτελέσματα της σύνθεσής του δείχνουν ότι απαιτεί περισσότερες πύλες για την κατασκευή του από έναν αντίστοιχο σταθερού μήκους, όμως προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα στη μείωση της κατανάλωσης. / Power saving is today's most important problem in digital circuits. Several methods have been proposed, including the use of a dynamically changing processor wordlength. With the adoption of this technique, calculations requiring maximum accuracy would use the maximum processor wordlength, while in those where low power is the main target a smaller wordlength could be used. Such requirements are frequently found in digital signal processing applications, such as image coding. Consequently, this diploma thesis studies the inverse discrete cosine transform, which is the most power-intensive part in image coding and the relation of its accuracy to the processor wordlength. After that, the structure of the blocks of the arithmetic and logic unit is explained, in order for the adders, subtracters and multipliers to be constructed with two different wordlengths and finally the remaining units of the processor are designed. The synthesis results show that this processor requires more gates. On the other hand, it offers many advantages in static and dynamic power reduction.

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και σχεδίαση ενός υδατογραφικού σχήματος για ηλεκτροεγκεφαλογραφικά (ΗΕΓ) σήματα επιληπτικών ασθενών. Το υδατογραφικό σχήμα που εφαρμόστηκε βασίζεται στο Μετασχηματισμό Κυματιδίων (wavelet transform) και είχε μέχρι πρότινος εφαρμοστεί μόνο σε ιατρικές εικόνες. Στόχος της ανάπτυξης του υδατογραφικού αυτού σχήματος, είναι η ενσωμάτωση πληροφοριών που έχουν μεγάλη αξία για διάγνωση και θεραπεία χωρίς όμως να αλλοιώνεται αισθητά το σήμα μετά την ενσωμάτωση των δεδομένων. Πριν την εφαρμογή όμως του υδατογραφικού μας σχήματος, απομονώνεται με έναν ειδικά σχεδιασμένο αλγόριθμο η περιοχή της επιληπτικής κρίσης γιατί είναι η περιοχή με τη μεγαλύτερη διαγνωστική αξία και στόχος είναι να παραμείνει εντελώς αναλλοίωτη. Η πρόοδος στον τομέα της τηλεϊατρικής έχει επιτρέψει τη μεταφορά ιατρικών σημάτων με στόχο τη διάγνωση και θεραπεία ασθενών που βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές. Κατά τη μεταφορά του υδατογραφημένου σήματος όμως μπορεί αυτό να υποστεί αλλοιώσεις που προέρχονται από συμπιέσεις του σήματος με σκοπό τη μείωση του μεγέθους τους, αλλά και αλλοιώσεις που προέρχονται από προσθήκη θορύβου. Για να εκτιμηθεί η αποτελεσματικότητα λοιπόν του υδατογραφικού μας σχήματος, εφαρμόζονται στο σήμα επιθέσεις συμπίεσης με διαφορετικά κατώφλια και επιθέσεις προσθήκης λευκού θορύβου με διαφορετικούς σηματοθορυβικούς λόγους SNR. Εφαρμόζοντας αυτές τις επιθέσεις, υπολογίζεται το ποσοστό ανάκτησης του υδατογραφήματος από το σήμα που έχει υποστεί επίθεση καθώς και το ποσοστό αλλοίωσης μεταξύ του αρχικού υδατογραφημένου σήματος και του υδατογραφημένου σήματος που έχει υποστεί επίθεση. Μεγαλύτερο ποσοστό ανάκτησης του υδατογραφήματος παρατηρείται όσο το κατώφλι συμπίεσης μικραίνει ενώ αντίθετα ο σηματοθορυβικός λόγος SNR μεγαλώνει. / The purpose of this thesis is the disquisition of a digital watermarking scheme for electroencephalogram (EEG) signals designed for epileptic patients. The watermarking scheme that has been applied in EEG signals is based on wavelet transform applied only in medical images. The objective implementing this digital watermarking scheme in EEG signals, is to embed important data with great significance in patient’s medical history. Furthermore, the scheme can be used for: diagnosis and cure, without distort the initial signal in such a way that leads in a misdiagnosis. Prior to implementation of our watermarking scheme, the area that presents the epileptic seizure is isolated with a specific designed algorithm so as the signal in this area remains undistorted. Nowadays, modern telecommunication infrastructure supports the possibility of delivering quality health care without the physical presence of medical experts. During the telecommunication signal transfers, the watermarking signals can be distorted due to compression methods or/and addition of white noise. In order to evaluate the efficiency of watermarking scheme, the signal is subjected to different kinds of attacks, such as compression with different compression thresholds, and attacks of adding white noise with different SNR ratio. After applying these attacks to the signal, it is computed the recovery ratio of the watermark and the distortion between the initial watermarked signal and the signal that has been subjected to the attacks. Given the results, the conclusion is that the smaller the compression threshold is, the better the recovery ratio of the watermark. On the other hand, in white noise attacks, the recovery ratio increases as the SNR ratio gets higher.

Η μελέτη αυτή αποσκοπεί να εμβαθύνει εμπεριστατωμένα στο ζήτημα του ελέγχου βλαβών αυτοκινήτου με την χρήση πιεζοκρυστάλλων. Οι κρύσταλλοι αυτοί είναι τοποθετημένοι στο σώμα της μηχανής και λαμβάνουν δονήσεις από το περιβάλλον τους τις οποίες μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα. Τα σήματα αυτά επεξεργάζονται κατόπιν από ένα μικροελεγκτή και συγκεκριμένα το AduC 7026 της Analog Devices. Η διάταξη μας δηλαδή είναι ικανή να ανιχνεύσει οποιαδήποτε βλάβη υπάρχει στο αυτοκίνητο η οποία επηρεάζει συστήματα εντός της εμβέλειας των πιεζοηλεκτρικών αισθητήρων οι οποίοι βρίσκονται πάνω στο σώμα της μηχανής. Η μελέτη χωρίζεται σε έξι μέρη. Στο πρώτο αναλύεται εξαρχής η κατασκευή , η λέιτουργία και τα μέρη της μηχανής του αυτοκινήτου. Στο δεύτερο αναλύεται η φύση , η λειτουργία των πιεζοκρυστάλλων και οι σχέσεις που διέπουν τη λειτουργία τους. Στο τρίτο μέρος ακολουθεί η μέθοδος με την οποία αναλύονται οι δονήσεις και εκμαιεύεται συμπέρασμα για την ορθή ή εσφαλμένη λειτουργία της μηχανής. Στο τέταρτο εξετάζεται η δομή και η λειτουργία του μικροελεγκτή, καθώς και παρουσιάζεται το λογισμικό Keil-Uvision. Στο πέμπτο παρατίθενται τμήματα του κώδικα που αναπτύχθηκε και εξηγείται η λειτουργία τους. Στο έκτο γίνεται η προσομοίωση του κώδικα. Ο κώδικας γράφτηκε σε γλώσσα προγραμματισμού C. / This thesis aims to investigate the subject of fault detection of automobile vehicles by the use of piezoelectric transducers that are placed upon the engine of the vehicle. The transducers receive the vibrations and turn them into electric signals. These signals are being processed by a microcontroller and specifically the Aduc7026 built by Analog Devices. The ordinance is capable of detecting faults in the vehicle affecting systems within the range of vibration receiving capability of piezoelectric transducers The thesis is devided into 6 parts. The 1st section deals with the construction and the operation of the internal combustion engine. In the 2nd section the nature, the operation and the mathematical formulations that define the operation of piezoelectric transducers are being analyzed. The 3rd part deals with the method by which the vibrations are analyzed so as to decide whether the engine operates normally. The 4th section deals with the structure and operation of the microcontroller and with the Keil-Uvision software. In the 5th part sections of the code are referenced and their operation is being explained. In the 6th and final part the code is being simulated. The code is written in C programming language.

Modern embedded systems complexity, performance and energy efficiency has been increasing steeply the last few years. An explosive growth in demand for wireless communication is observed as well and modern wireless links are expected to deliver bit rates of several gigabits while consuming even less energy. In order to satisfy these needs new technologies emerge and novel design approaches are put into practice. Communication at 60 GHz is such a technology that is able to deliver high bit rates in short range wireless links. A major motivation to use the 60 GHz spectrum is the worldwide availability which makes exploitation economically viable. Moreover, small wavelength of only 5 mm promises high integration due to small antenna component size which is one of the main bottlenecks for reducing the dimensions. However, increased frequency comes with many disadvantages as well. To increase the market potential of such a new technology the chip design needs to be cheap and energy-efficient. Such cost and energy constrains heavily impact the performance and the quality of both the analog and the digital components of the chip. In the current thesis the design possibilities of a component in the digital baseband of the receiver of such a chip are explored. The component under investigation is a Fast Fourier Transform (FFT) that is used for frequency domain equalization. This part of the receiver is used to reduce the effects of multipath in a non line-ofsight communication environment and as this is a common case in wireless communication the FFT block has been identified as one of the 2 most computational intensive components of the receiver in 60 GHz. This is the main reason why we explore possibilities to further decrease the power consumption of the block while maintaining the performance and the quality of service. To achieve this reduction the possibilities of a new design concept are explored. System Scenarios is a new design concept for embedded systems operating in dynamic environments. Wireless communication systems exhibit high dynamism during their operation on highly varying data streams, providing the System Scenarios huge xvi capabilities. The essential idea behind system scenarios is the classification of the application under investigation from a cost perspective during design time. Then, the classification is exploited during run time resulting to an overall improved implementation of the application. To achieve this the application is broken down to run-time situations (RTS) which are distinguishable operation modes of the application. Then RTSs with similar costs are clustered to form system scenarios. Finally for each scenario a different mapping and scheduling of the application is generated. In the case of the current thesis the application is the FFT and the cost perspective is the power consumption of the component. To exploit the RTS clustering in run time different quantization schemes have been produced. These schemes have been generated based on various properties of the data waveforms in the input of the FFT. The thesis explores the potential of the System Scenarios as well as the application of a quantization methodology for the FFT. Different options of the RTS clustering and the quantization of the FFT block are evaluated in order to come up with a more efficient implementation. / Τα σύγχρονα ηλεκτρονικά συστήματα παρέχουν στους χρήστες έναν καθημερινά αυξανόμενο αριθμό υπηρεσιών και λειτουργιών. Η ζήτηση τς αγοράς για ϕθηνές, αξιόπιστες και ϕορητές ηλεκτρονικές συ- σκευές ωθεί τα όρια του σχεδιασμού των ενσωματωμένων συστημάτων σε νέες ανεξερεύνητες περιοχές. Η ϕορητότητα απαιτεί την αϕαίρεση όλων των καλωδίων είτε για μετάδοση δεδομένων είτε για ενέργεια. Για να επιτευχθεί αυτό, η ασύρματη επικοινωνία σε υψηλό ρυθμό μετάδοσης είναι επιθυμητή χωρίς να θυσιαστεί η υψηλή ενεργειακή απο- δοτικότητα που καθιστά την συσκευή αυτόνομη από το ενεργειακό δίκτυο για μεγάλες χρονικές περιόδους. Η συνεχής αύξηση στις προδιαγραϕές των σύγχρονων ενσωματομένων συστημάτων έχει οδηγήσει στην χρήση καινοτόμων ιδεών, προσεγγίσεων και τεχνολογιών. Μια νέα τεχνολογία που υπόσχεται υψηλή ολοκλήρωση και υψηλό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων στις ασύρματες ζεύξεις είναι η επικοινωνία στα 60 GHz. Μια νέα προσέγγιση σχεδιασμού για ενσωματομένα συστήματα υπόσχεται αποτελεσματική εκμετάλευση του δυναμισμού που μπορεί να παρουσιάζει ένα σύστημα. Τα ασύρματα συστήματα επικοινωνίας λειτουργούν τυπικά σε πολύ δυναμικά περιβάλλοντα. Τα Σενάρια συστήματος έχουν μεγάλες δυνατότητες για να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα της υλοποίησης των ψηϕιακών βάσεων τέτοιων συστημάτων. Στην παρούσα διπλωματική εξερευνούμε της δυνατότητες της αρχιτεκτονικής του FFT που βρίσκεται στην πλευρά του δέκτη ενός πομποδέκτη στα 60 GHz. Ο FFT είναι μέρος της εξίσωσης στο πεδίο της συχνότητας που χρησιμοποιείται για να μειώσει της επιδράσεις του ϕαινομένου multipath. Χρησιμοποιώντας Σενάρια Συστήματος προσπαθούμε να καταλήξουμε με μια πιο προσαρμοστική και συνεπώς πιο ενεργειακά αποδοτική υλοποίηση του μετασχηματισμού. Η εϕαρμογή των Σεναρίων Συστήματος χρησιμοποιώντας δεδομένα ως παράμετρο είναι μια καινοτόμα προσέγγιση και σε αυτή την διπλωματική εργασία ελέγχουμε την επιτευξιμότητα της. Για να επιτύχουμε κάτι τέτοιο πρέπει να μπορούμε να παράγουμε πολλαπλά διαϕορετικά σχέδια κβαντοποίησης του μετασχηματισμού σε αποδεκτά χρονικά διαστήματα. Οι παρούσες μέθοδοι κβαντοποίησης δεν μπορούν ακόμα να παρέχουν τέτοια δυνατότητα. Έτσι βασιζόμενοι στην επέκταση μια υπάρχουσας μεθοδολογίας προτείνουμε μια ολοκληρωμένη μεθοδολογία που μπορεί να παράγει σχέδια κβαντοποίησης μεγάλων στοιχείων υλικού όπως ο FFT.