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Treating the Filter Weights as Learnable Functions: An Efficient Nonlinear Filtering Framework and Its Adaptive Algorithms

delete2026-01-26
delete0
PRE
AI
M
Mingjing Cui
D
Dongyuan Lin
L
Lei Li
Y
Yunfei Zheng
王
王世元 (Shiyuan Wang)
DOI:10.1109/TSP.2026.3657751delete
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摘要

摘要

En 中文
自适应滤波器受限于线性滤波框架,在复杂过程中进行非线性建模时往往面临困难。核自适应滤波器(KAFs)通过将输入信号映射到不同的特征空间,提供了一种有前景的解决方案。然而,它们的计算效率和滤波精度可能仍无法满足实际应用的需求。为此,基于Kolmogorov-Arnold(KA)表示定理,本文提出了一种新型非线性滤波框架,将滤波器权重视为可学习函数。具体而言,可学习函数被表示为具有不同中心的多重高斯基函数的线性组合。为了确定定义这些可学习函数的系数,基于最小均方误差(MMSE),进一步提出了基于权重学习的最小均方(WL-LMS)和基于权重学习的递归最小二乘(WL-RLS)算法。此外,为了确保收敛性并评估所提算法的稳态和瞬态性能,提供了对收敛条件和过均方误差(EMSE)的全面理论分析。最后,参数线性系统辨识验证了理论分析的正确性,而混沌时间序列预测和非线性系统辨识则展示了所提WL-LMS和WL-RLS算法的优越性。
Keyword:
Kolmogorov-Arnold theorem
weight-learning-based nonlinear filters
time-series prediction
nonlinear system identification
performance analysis

期刊

I
IEEE Transactions on Signal Processing
IF:
5.8
论文数:
331
被引数:
0

机构

S
southwest university
学者数:
5.4K
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