Algorithm · 检测与预警检测与预警

累积和变点检测(FPGA 硬件加速)

CUSUM Change Detection — FPGA Hardware Acceleration

对均值漂移的序贯检测:累积样本与目标均值的偏差,超过阈值即判定发生漂移(变点)。

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定义

对均值漂移的序贯检测:累积样本与目标均值的偏差,超过阈值即判定发生漂移(变点)。

02

公式与计算

S(t) = max(0, S(t−1) + (x(t) − μ₀ − k)),S > h 报警
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适用时机

传感器缓慢漂移、过程均值突变(如结构应力、水位基面)、质控中的均值变化检测。 移植到 FPGA 时需按定点/浮点混合精度重写核心运算,流水线与并行度设计决定吞吐,阈值固化后按时序验证。

04

关键参数

目标均值 μ₀、容忍偏移 k(常 0.5σ)、报警阈值 h(常 4~5σ);FPGA 版本关注位宽、DSP 资源与时钟频率,位宽裁剪需在样本集上复验误差。

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注意事项

失效与边界对缓慢漂移比"单点超限"敏感得多;需先估计噪声 σ 与目标均值。 FPGA 实现须做时序仿真与上板一致性测试,输出寄存器级文档便于后续改版。
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