二维数字滤波理论的进展

本文对近年来在二维数字滤波理论方面的进展作了综述,介绍了二维非递归数字滤波器和二维递归数字滤波器,分别讨论了它们的设计和实现,并介绍了几种检验二维递归滤波器稳定性的方法。最后一节简介二维卡尔曼滤波器,指出了它在实现上存在的问题。     

具有任意幅度频响的二维线性相位FIR数字滤波器的设计

本文提出了设计任意幅度频响的二维线性相位ＦＩＲ数字滤波器的解析最小二乘方法，通过最小化频域平方误差函数得到了滤波器系数的闭式解，运用导出的闭式式，可根据给定的任意幅度频响指标直接计算滤波器的系数，从而简化了滤波器设计程序，并大大降低了运算量。     

对称性与二维递归数字滤波

本文讨论了如何获得二维线性相位的递归数字滤波器和相应的数字图象滤波处理的应用。首先给出四种零相位的二维递归数字滤波器的实现框图和数字图象滤波处理的方法和步骤。然后,结合对称关系加以推广,提出了一系列线性相位的二维递归数字滤波器的转移函数,并在数字图象滤波处理的应用中,证明了它们具有较好的性能和较高的效率。     

二维线性相位FIR数字滤波器的优化设计

该文提出了一种用神经网络算法来设计二维线性相位数字滤波器的新方法。通过分析二维FIR线性相位滤波器的幅频响应特性,建立了神经网络算法。根据给定的幅频响应指标,按该算法可获得滤波器系数。为保证该算法的稳定性,提出并证明了该算法的收敛定理。文中给出了圆对称和矩形对称二维低通线性相位FIR数字滤波器优化设计实例。计算机仿真结果表明由该方法设计的二维数字滤波器,通带和阻带范围波动小,所需计算量非常少,稳定性强,因而是一种优异的设计方法。     

线性完全重构的二维滤波器组的Groebner基设计

为设计线性完全重构的二维滤波器组,引用了计算代数中的Groebner基方法,根据线性相位条件和完全重构条件,分别设计出二维滤波器组的分析滤波器和综合滤波器的多相元矩阵,给出其参数化形式。根据小波构造理论,利用所设计的分析滤波器组构造出一个对称的纯二维小波。设计结果显示了Groebner基方法的有效性,设计方法更为简单。     

采用数字滤波器的音频系统的频域均衡(二)--均衡实例

提出了设计用于对模拟系统(它们是模拟和数字混合音频信号处理的组成部分)的频域特性(如幅度和相位响应)进行均衡的数字滤波器.数值实例向人们展示了采用数字滤波器进行均衡带来的优越性.介绍了几种音频方面的应用(如反折叠滤波器、扬声器均衡和ΣΔ型数据变换器的均衡).研究了一些密切相关的课题,如高效多速率滤波器构造、参数建模以及递归数字滤波器与非递归数字滤波器的比较.     

线性相位二维跳耦型数字滤波器组设计及其在图像子带编码中的应用

本文提出了一种新的二维递归数字滤波器组－二维跳耦型数字滤波器组的设计与实现方法。这种数字滤波器组的特点为：因果型－可用于实时图像分解与重构；线性相位－可避免传统的二维ＩＩＲ滤波引起的图像的相位畸变，非线性条件下稳定－有限字长实现二维数字滤波器组时，不存在溢出或极限环振荡，实际的图像处理实验证明，本文提出的设计理论及实现方法是正确的，有效的，可行的。     

网络、滤波、滤波器

Y2000-62093-V-29 0012823采用半定程序设计的非递归2维数字滤波器设计=Design of nonrecursive 2-D digital filters using semidefi-nite programming[会,英]/Lu,W.-S.& Antoniou,A.//1999 IEEE International Symposium on Circuitsand Systems,Vol.5 of 6.—V-29～V-32(PC)讨论了极大极小意义上线性相位非递归2维(2D)数字滤波器设计,证明了这种设计问题可表达为半定程序设计(SDP)问题。介绍了以 SDP 为基础的算法及其在几种非可分2D 有限脉冲响应(FIR)滤波器设计中的应用,包括圆形对称和菱形滤波器。试验结     

二维递归数字滤波器设计——罚函数优化方法

本文给出一种NSHP递归数字滤波器的优化设计方法。该法采用推广的Jury表稳定性检验,并引入一种离散罚函数作为稳定性约束,把一般递归滤波器优化设计的约束逼近转变为无约束的,从而减轻了计算负担。设计实例表明,本算法对一般给定的幅频响应,具有良好的稳定逼近能力和较高的设计效率。     

采用数字滤波器的音频系统的频域均衡(一)--滤波器设计基础

提出了设计用于均衡诸如模拟系统的幅度和相位顺应等频域特性的数字滤波器，介绍了一种统一频域均衡法。研究了基本的滤波器设计原理，给出了识别，近似和优化领域中的几种设计方法和可用软件，简略说明了幅度和相位响应的复近似和同时近似的关系并比较了递归和非发和滤波器所进行的相位近似，文中的第二部分将介绍若干实例并对实际均衡的某些重要方面加以阐明。     

基于巴特沃斯逼近的二维IIR数字滤波器的设计

本文给出了一种基于巴特沃斯逼近的二维ＩＩＲ数字滤波器的设计方法，得到了由基本的全通节级联，并联实现的各种二维滤波器函数，包括，镜象对称互补滤波器，扇形滤波器和具有任意矩形通、阻带的滤波器，结果表明，这种实现结构具有通有灵敏度低、滤波器系数少的优点，并且由于巴特沃斯逼近的最大平坦性，得到的滤波器具有良好的相位特性。     

二维数字滤波器的计算机辅助分析算法

本文提出了二维数字滤波器的计算机辅助分析算法，可导出任意拓扑结构的二维数字滤波器的传递函数、分析其频率响应对系统参数的灵敏度及系统的稳定性。由该算法可生成通用二维数字滤波器的计算机辅助分析软件，解决了高阶与结构复杂的二维数字滤波器的理论分析与设计上的困难。     

二维线性相位FIR滤波器设计的投影最小二乘算法

考虑二维线性相位矩形对称FIR滤波器的约束最小二乘设计问题,即在通带和阻带逼近误差不超过给定值的约束下使逼近误差平方和最小.提出一个投影最小二乘算法,它是一个交替地更新有效约束集及将二次误差无约束极小点(最小二乘解)逐次投影到有效约束边界的迭代过程.通过二维FIR低通圆形滤波器和方形滤波器的设计例子,对算法的性能进行了仿真,并与基于内点算法和有效集方法的设计程序进行了比较,结果表明本文算法具有很高的效率.     

二维DFT域全相位数字滤波器设计与实现

一维全相位数字信号处理已经在谱分析、自适应、模板设计、滤波器组分析与综合等领域得到应用,但对于二维全相位理论的推导很少而且没有实现的方法.因此,本文在一维全相位信号处理方法的基础上,首先系统地分析二维全相位信号处理模式,理论推导出无窗、单窗和双窗模式下传输函数表达式;其次,首次设计出二维全相位处理的系统实现框图,并对算法复杂度进行了优化分析;还有,对二维全相位信号处理的性质进行了分析;最后,借助MATLAB实现了DFT滤波器设计并画出3D特性曲面,完成设计二维DFT全相位滤波器的理论、方法和实验验证.     

对称和非对称结构1维光子晶体的滤波特性

为了得到1维光子晶体新的滤波特性,并把这种特性应用到滤波器的设计中,采用传输矩阵法计算了对称和非对称结构1维光子晶体的滤波特性,同时还分析了不同的折射率比对两种结构1维光子晶体滤波特性的影响。结果表明,对称结构1维光子晶体可实现窄带滤波功能,该结构的滤波器对入射角的选取是有限制的,不适于微弱信号的检测;且当多层膜系外层为高折射率时,透射带宽要窄些。非对称结构光子晶体则具有带阻滤波特性,与对称结构1维光子晶体最大的不同是改变膜系中高低折射率材料的顺序,其滤波特性没有变化。理论分析和数值模拟结果为设计窄带滤波器和带阻滤波器提供了依据。     

纯二维全相位滤波器组及其在图像压缩中的应用

基于全相位理论,设计了3种纯二维全相位滤波器组(ADFB).这些滤波器组可以直接对图像进行纯二维分解和重构,若忽略滤波器的有限精度问题,系统是全重建的.为了减小运算量,纯二维ADFB采用提升格式实现.仿真试验表明,纯二维ADFB具有良好的数据压缩特性.在压缩率相同的情况下,尤其是IDCT-AFB7.7比Daubechies9/7小波重建图像的峰值信噪比(PSNR)最多小0.7 dB,这与采用的适合于可分离二维小波变换的四叉树SPIHT编码方案有关,若采用二叉树SPIHT编码,会使压缩效果得到改善.     

基于神经网络的任意幅频响应二维FIR线性相位数字滤波器的优化设计

本文提出了一种用神经网络算法来设计任意幅频响应二维FIR线性相位数字滤波器的新方法,其主要思想是使频率响应平方误差函数最小化.根据给定的任意幅频响应指标,按该算法可直接获得滤波器系数.为保证该算法的稳定性,提出并证明了该算法的收敛定理.文中给出了滤波器优化设计实例,计算机仿真结果表明由该方法设计的任意幅频响应二维数字滤波器波动小,算法收敛速度快,稳定性强.     

减少计算量的FIR滤波器的设计

通过多次重复使用同样的滤波器可以改进对称非递归滤波器的性能,这一方法的基础是幅度转变函数(ACF)。本文讨论了用 ACF 设计非递归滤波器的方法,所选用的原型滤波器是递归转动求和(RRS)滤波器,实现这种滤波器不需要任何乘法器,通过多次使用 RRS 滤波器可以满足滤波器要求的技术条件。与用常规方法设计的滤波器相比,这样设计的滤波器所需的乘法器与加法器数目要少得多。可以证明,与常规的设计方法相比,这种方法可以减少由系数量化和乘积量化所造成的噪声。     

一种基于MATLAB及FPGA的FIR低通滤波器的设计与实现

充分利用有限冲击响应数字滤波器(Finite Impulse Response digital filter,FIR)系数的对称特性,借助于MAT-LAB语言和现场可编程门阵列(FPGA)实现了一种高效的低通滤波器。设计过程中通过简化的VHDL语言编写程序,实现了加减乘法运算,使用优化的CSD编码技术缩短了乘法器的运算时间,采用FPGA滤波器芯片和QuartusⅡ软件搭建仿真电路、用Matlab软件进行理论验证。实验结果基本符合理论值,验证了此种滤波器的实现方法简单,计算速度快,节省硬件资源,抗干扰能力强,灵活,性能优于传统的FIR滤波器。     

模拟滤波器群时延的优化设计

为解决滤波器幅频特性算术对称性和相位平直度之间的矛盾,提出了一种基于极点放置技术和电路改进技术的滤波器优化设计方法,即在网络综合法设计的滤波器电路基础上,利用极点放置技术和电路改进技术对电路结构进行改进,然后用最小二乘法使群时延特性逼近一条直线,同时利用无约束优化算法对整个电路进行优化使幅频特性线性对称。仿真结果表明,该方法能够使滤波器幅频特性算术对称,通带内能得到较好的群时延特性,而且电路结构简单,阶数少,插入损耗低。