基于小波变换及自适应算法的有限冲激响应(FIR)均衡器

研究了基于小波变换的FIR（WFIR）横向滤波器进行换能器均衡的处理方法,并以LMS自适应算法构造WFIR系数。实验表明;与传统的FIR及IIR结构均衡器相比,该方法具有均衡效果好、计算量小的特点。     

一种块处理模式数字滤波器的DSP实现

 对称FIR(有限冲激响应)滤波器的严格的线性相位特性和系统稳定性在数据传输、图像处理等领域得到了广泛的应用。基于单点处理模式的传统数字滤波器能实时处理点信号,但在处理图像、语音等帧信号时,速度较慢,实时性不强。针对这个问题提出了块处理模式的解决方案。通过分析FIR滤波器的原理,设计出基于块处理模式的对称FIR滤波器,并在TMS320C5510芯片中实现。介绍了基于双指针循环寻址的滤波算法,并给出了相应的主要程序。计算机试验仿真表明块处理模式方案提高了帧信号的处理速度,滤波性能良好。     

一种巴特沃斯型FIR数字滤波器的新设计

用傅立叶级数展开式研究了巴特沃斯型FIR半带低通数字滤波器系数和通用带通数字滤波器系数之间的联系,将其应用于巴特沃斯型FIR带通/带阻和低通/高通数字滤波器的设计,给出了滤波器系数的明晰公式。所设计的数字滤波器以幅度频率响应的平滑度为代价,减小了过渡带宽,具有与切比雪夫型FIR数字滤波器相比拟的性能指标。     

基于开关电流技术的小波变换的滤波器电路实现

提出基于开关电流技术的小波变换的滤波器电路实现方法. 小波变换的开关电流滤波器实现电路由冲激响应为高斯一阶导数及其膨胀函数的滤波器组构成. 开关电流滤波器的膨胀系数(尺度)通过控制宽长比(W/L)或时钟频率可得到精确地控制. Padé逼近是一种有效的有理逼近，小波函数经过Padé变换可以得到其有理分式逼近，十分利于其开关电流滤波器电路实现. 仿真结果证实了其可行性. 关键词： 小波变换 开关电流 滤波器 Padé逼近     

激光气体分析仪中数字滤波器的设计

由于基于可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术的激光气体分析仪的二次谐波信号中存在较大的系统噪声,本文利用有限长单位冲激响应（FIR）,提出了激光气体分析仪的二次谐波在线滤波方法。在分析FIR数字滤波器原理的基础上,利用MATLAB窗函数设计了适合本激光气体分析仪的数字滤波器。然后,将仿真的FIR数字滤波算法移植到激光气体分析仪嵌入式系统中。最后,比较了滤波前后二次谐波信号波形,说明了在激光气体分析仪嵌入式系统中采用基于FIR数字滤波器滤波算法的可行性。实验结果表明：FIR数字滤波器对一组二次谐波信号进行滤波的运算时间为230ms,滤波后的二次谐波信号波形获得了较好的去噪效果,能够满足激光气体分析仪对含有噪声的二次谐波信号进行平滑去噪的要求,且滤波算法结构简单、运算时间短、可移植性强。     

基于二阶锥规划的任意传感器阵列时域恒定束宽波束形成

提出了基于FIR滤波器的适用于任意几何形状和阵元方向性的传感器阵列的时域恒定束宽波束形成方法。首先将设计频带分成若干窄带,采用优化方法,通过对各窄带波束施加约束,设计出具有设定主瓣形状要求的各窄带波束。然后针对每个传感器,根据其各频率波束形成加权向量,采用约束优化方法,设计出具有要求幅度和相位响应的FIR滤波器。各滤波器输出相加即得到时域恒定束宽波束输出时间序列。波束图主瓣形状设计与期望频率响应FIR滤波器的设计问题都可以转化为二阶锥规划(Second-Order Cone programming)的形式,然后利用已有的内点方法(Interior-Point,Methods)求出其数值解。计算机仿真结果显示,设计出的各子带波束主瓣宽度比较接近,FIR滤波器设计精度高。湖上实验数据处理结果表明,该方法可以适用于实际水声系统,时域宽带波束能够满足恒定束宽要求。     

光数字相干接收机中色散补偿模块设计与优化

在高速光纤通信数字相干接收系统中,色散补偿模块的结构和性能将直接决定其是否具有实用价值.设计了比传统的有限脉冲响应(FIR)滤波器结构简单的偶对称型FIR滤波器,并通过数值仿真分析了FIR滤波器长度选取对补偿效果的影响.研究结果表明,在接收端光信噪比(OSNR)代价不高于1 dB的情况下,FIR滤波器长度折衷选取为最大...     

根据时分复用机制优化多路FIR滤波器实现结构

针对多路有限长单脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器实现结构的资源需求量有待降低的问题,本文根据多路采样数据的时分多路复用传输机制,通过使多路采样数据复用同一单路FIR滤波器,对多路FIR滤波器的FPGA实现结构进行优化。分析证明,该优化实现结构由不同类型的单路FIR滤波器实现结构构成时,与典型多路FIR滤波器实现结构相比,其寄存器需求量大幅降低,同时可以保证乘法器和加法器需求量大幅降低或大致相同。     

一种简单的97小波滤波器及图像压缩性能的研究

小波提升方案是继多分辨分析之后的另一种非常有效的构造小波滤波器的方法。以构造双正交小波的Cohen-Daubechies-Feauveau定理为基础,利用提升方式构造了一个包含Cohen,Daubechies和Feauveau的著名97小波滤波器(CDF97)的小波滤波器族,获得了新的97小波滤波器,其图像压缩性能与CDF97相当,但其复杂度已大大降低,有利于ASIC的设计。     

一种双正交心音小波的构造方法

为了提高小波分析在心音信号处理中的性能, 在分析小波构造理论的基础上, 构造了一种专门用于心音信号处理的小波基. 首先提出一种构造滤波器长度为偶数的紧支撑双正交小波的一般方法; 然后根据心音信号的特点, 讨论心音小波的构造原则和一种基于心音 小波族的心音信号合成模型, 并且在此基础上构造出心音小 波. 为了突出使用心音小波处理心音信号的先进性和实用性, 对心音小波进行了比较全面的理论和数值仿真分析. 实验结果表明, 相比常用的db, bior系列小波, 运用心音小波对心音信号进行处理, 能够获得更好的去噪效果、 更精确的心音分类信息以及更小的重构误差率, 为心音特征提取和身份识别的深入研究提供了一种新方法, 在表征心音个体特征的细节方面具有积极的意义. 本文根据应用对象设计专用小波的方法也为工程应用中小波基的选择提供了一种新途径. 关键词： 双正交小波 心音小波 构造方法 心音合成模型     

J-TEXT 扰动场交流电源峰值反馈系统设计

在J-TEXT 装置上设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的数字式峰值检测电路,该电路先对负载电流进行模数(AD)转换,再经有限冲激响应(FIR)滤波器进行数字滤波,然后用峰值算法获取电流峰值,最后经数模转换器(DA)输出电流峰值。在此基础上,完成了扰动场交流电源负载电流峰值反馈系统的设计,实验结果表明系统动态性能好、检测精度高,能很好满足交流电源负载电流反馈控制的需要。     

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在J-TEXT 装置上设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的数字式峰值检测电路,该电路先对负载电流进行模数(AD)转换,再经有限冲激响应(FIR)滤波器进行数字滤波,然后用峰值算法获取电流峰值,最后经数模转换器(DA)输出电流峰值。在此基础上,完成了扰动场交流电源负载电流峰值反馈系统的设计,实验结果表明系统动态性能好、检测精度高,能很好满足交流电源负载电流反馈控制的需要。     

边缘特征增强算法和小波分析在精确聚焦中的应用

在数字成象系统中,如何快速而且有效地实现精确聚焦一直是成象系统研究中的焦点.本文提出了利用增强图象边缘特征来提高精确聚焦能力,并将常见的边缘增强滤波器与以小波变换为基础构建的滤波器进行了比较,实验数据表明,虽然常见滤波器和基于小波变换滤波器都能提高聚焦能力,但后者能更有效地分辨出只有微小的离焦量的图象,有很好的应用前景.     

机械抖动激光陀螺新型信号处理方法的研究

针对高速采样低通滤波的线性脉冲响应(FIR)滤波器在机械抖动激光陀螺(MDRLG)信号处理中存在着较大的时延,限制MDRLG在快速跟踪中的应用,基于相关滤波技术提出了一种新的信号处理方法。对这一方法的基本理论进行了分析,并基于Labview实现了仿真。相关滤波后,激光陀螺输出中的抖动信号衰减了约41dB,还不能达到激光陀螺应用的要求,可以适当加一低阶的FIR低通滤波器去除抖动剥除后剩余的抖动成分和高频噪声。在静态条件下用这三种信号处理方法分别对激光陀螺零偏进行了测试。相关滤波法所测得零偏稳定性(1σ00)比50阶FIR滤波器差了将近三倍,相关滤波后再经过22阶的FIR低通滤波测得的零偏稳定性比50阶FIR低通滤波器的测试结果大了不足0.001°/h,延迟时间却从4.9ms减小至2.1ms。     

一种用于超声成像的零相位滤波后处理方法*

针对超声成像中基于有限脉冲响应滤波器的零相位滤波处理效率低难以满足实时性要求高的系统需求的问题,提出采用无限冲激响应滤波器实现零相位滤波后处理的方法。首先,分别设计幅频特性相似的有限脉冲响应滤波器和无限冲激响应滤波器作为零相位滤波器的基础滤波器;然后,针对超声相控阵系统采集的超声波回波射频信号,采用两种不同的零相位滤波方法进行处理,对比分析二者的性能、成像效果和效率。结果表明,实现幅频特性近似的零相位滤波,无限冲激响应滤波器具有更低的阶数,可以达到前者的1/4,算法的运算量更低,仅约为前者的1/2。当无限冲激响应滤波器采用直接形式实现时,效率更高,系统的实时性更好。     

基于无限脉冲响应滤波器的自适应滤波E型有源噪声控制算法

相对于有限脉冲响应(FIR)滤波器,无限脉冲响应(ⅡR)滤波器由于其本身自有的零-极点结构,能以较低的阶数即可与系统模型匹配。因此在有源噪声控制(ANC)中,使用ⅡR滤波器可以大大节省计算量并能提高系统效率。自适应滤波U型最小均方差(FULMS)算法是目前常用的基于ⅡR滤波器的有源噪声控制算法,但该算法却不能保证全局收敛,这大大限制了该算法在有源噪声控制中的应用。本文提出一种新的基于ⅡR滤波器的自适应有源噪声控制算法——滤波E型最小均方差算法,该算法计算量相对于FULMS算法仅略有增加,但具有良好的全局收敛性,仿真结果表明该算法具有良好的降噪效果。     

低信噪比下公共场所异常声音声学特征提取

为了实现低信噪比下公共场所异常声音声学特征提取,提出经验小波滤波器组用于提取异常声音声学特征。首先,根据等效矩形带宽的人耳听觉特性,得到各滤波器的中心频率,计算出经验小波滤波器组的边界。然后,将边界代入经验小波细节函数和尺度函数中,形成经验小波滤波器组。最后,用经验小波滤波器组分解低信噪比下公共场所异常声音,经分解的各模态归一化对数能量作为异常声音声学特征,用于分类识别。相关实验表明,提出的经验小波滤波器组与典型的语音信号处理及时频信号处理方法相比,在低信噪比(0 dB)的商店、银行、办公室、自动取款机环境下,对异常声音的平均识别率提高了4.75%~37.92%,验证了提出方法的有效性。      

具有紧支撑正交非张量积小波的图像融合

提出了基于一种新的小波——具有紧支撑、正交性、伸缩矩阵为[^2 0 ^0 2]的非张量积小波的图像融合方法。首先根据非张量积小波理论,利用Daubechies构造的单变量滤波器构造出基于四通道的不可分的小波滤波器组,用此滤波器组对参加融合的图像进行分解,然后对低频部分采用取均值、高频部分采用系数绝对值取大的融合算法对分解子图进行融合,最后重构。并采用熵、交叉熵、互信息、均方根误差和峰值信噪比等指标对该方法进行了客观评价。对可见光图像与红外图像、远红外图像与近红外图像、遥感图像、多聚焦图像和其它多类图像的融合实验结果证明本方法有较好的融合效果,其融合性能与采用同样融合算法的张量积db2小波的融合方法的融合性能相当。     

一种改进的开关电流滤波器实现小波变换的方法

提出了一种小波变换的开关电流滤波器实现的新方案,基于网络函数逼近理论,采用一种函数逼近的系统算法将基本小波函数综合为有理分式和,并利用开关电流并联结构实现该基本小波函数滤波器.以高斯一阶导数函数为例,给出了逼近网络的具体构造过程和开关电流滤波器实现结构.该滤波器网络由六个以S²I存储单元为核的双二次开关电流滤波器并联而成.理论分析和仿真结果表明,新方案比原有实现方法在逼近精度、系统稳定性、电路性能方面均有明显改善. 关键词： 小波变换 开关电流 网络函数逼近 有理分式综合     

宽带波束形成器的设计与实现

综述了宽带波束形成器的设计与实现问题,归纳出一种统一的窄带(子带)波束优化设计方法──多约束优化设计法,并推广为FIR宽带波束形成器统一优化设计法.阐述了频域DFT宽带波束形成器结构及其子带波束加权向量设计方法,以及时域FIR宽带波束形成器结构及其各通道FIR滤波器的设计方法,对几种具有代表性的方法的原理与性能进行了分析与比较.所归纳出的统一设计法将很多现有的波束设计法纳入统一框架体系,使之成为它的一个特例,可以满足多样化频域子带与时域宽带波束形成器设计的需求,提供灵活的波束设计准则,且设计精度高.子带与FIR宽带多约束统一设计法的优越性能在稳健旁瓣控制恒定主瓣响应自适应波束形成器设计问题中得到了充分的体现.