多处理机中傅里叶变换的并行算法及实现

分析多处理机系统在数字图像处理中的并行化机会,运用数字图像处理中傅里叶变换的特点,在多处理机中实现流水线算法、FFT算法的并行化(二元交换算法)、快速傅里叶变换、基本的主从实现等算法,解决了傅里叶变换和快速傅里叶变换中N取较大值时所产生的顺序复杂性,进而使多处理机系统中多个处理机间更加协调地工作,更加有效地利用CPU。     

近场口径场变换的共轭递度快速傅里叶变换算法

改进了基于等效磁流的近场－口径场变换方法,采用共轭梯度法迭代求解矩阵方程的最小二乘意义解,把系数矩阵构成循环Toeplitz块矩阵,用二维快速傅里叶变换计算迭代过程中大量的矩阵与矢量乘积,从而形成近场－口径场变换的共轭梯度快速傅里叶变换算法。通过数值模拟,并与奇异值分解法和共轭梯度法比较,说明该算法可以极大地提高计算效率,并由诊断实验验证了算法的工程实用性。     

加窗傅里叶变换谐波检测算法及其插值改进研究

直接采用快速傅立叶变换(FFT)方法进行谐波分析无法避免栅栏效应和频谱泄漏现象,不能获得准确的各次谐波参数.为此,针对谐波检测的加窗傅里叶变换进行研究,应用插值算法对窗傅里叶变换进行改进,提出一种基于逐幅谐波消去法的插值.理论分析和仿真表明,该改进算法可有效地减少泄漏,降低噪声的干扰,精确地获得各次谐波的幅值和相位.     

使用特殊复数系统的基-6 FFT算法

使用非直角坐标系下特殊形式的复数系统 ,给出了一种基 6快速傅里叶变换算法 .其中 6点离散傅里叶变换不需要实数乘法 .最后 ,将其运算量与直角坐标系下的标准基 6、素因子基 6、标准基 3、Dubois等给出的新基 3算法和基 2、基 4快速傅里叶变换算法做了比较     

基于SRT-NUFFT的高速机动辐射源TDOA估计算法

高速机动辐射源被动定位中,目标辐射源的运动将导致积累峰值在距离维度和多普勒频率维度发生扩展和偏移,从而产生距离徙动和多普勒频率徙动,导致时差估计误差增大。针对此问题,提出一种基于序列反转变换和非均匀快速傅里叶变换的时差快速估计算法。首先对接收信号进行分时处理,人为划分出等效脉冲信号,利用序列反转变换校正距离徙动,在慢时间维进行非均匀傅里叶变换,从而将目标信号在对应时差处积累成峰值。该算法通过复数乘法、快速傅立叶变换、逆快速傅里叶变换、非均匀快速傅里叶变换运算快速实现,无需任何搜索过程。仿真实验结果表明,所提算法对高速机动辐射源的时差估计性能优于现有算法,且计算复杂度较低。     

基于一阶矩的无乘法DFT算法

为快速实现短信号序列的离散傅里叶变换,提出一种基于一阶矩的无乘法DFT算法。通过数学推导将离散傅里叶变换的计算转换为一阶矩的计算,利用1-网络法实现一阶矩的运算。该算法的计算过程仅涉及加法运算,并能独立计算DFT频域系数。实验结果证明了算法的有效性,特别是在某些条件下优于现有的快速傅里叶算法。     

用P-FFT方法求解电磁散射问题的改进模板拓扑

利用预修正快速傅里叶变换（P-FFT）方法结合矩量法快速求解金属体和介质体散射问题。为减少直接计算和预修正的近区未知量个数,对模板拓扑结构进行改进,将投影及插值模板由固定改为浮动。数值计算结果表明,基于浮动模板的预修正快速傅里叶变换方法可以显著减少近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间。     

GPS并行频率域捕获算法分析

基于快速傅里叶变换的并行频率域捕获算法,建立该算法的数学模型。通过分析算法中频率步长的选择及快速傅里叶变换的栅栏效应对捕获精度的影响,给出捕获频率分辨率和功率相对损耗表达式,以此确定捕获配置参数。仿真结果表明,根据捕获配置参数,可以完成对全球定位系统信号载波多普勒频率的捕获。     

一种傅里叶域图像数字水印方案的研究

基于快速傅里叶变换提出了一种傅里叶谱域图像水印算法.对图像和水印图像分别进行傅里叶变换,将作为水印的32×32大小的图像的二维傅里叶谱降维为一维序列,叠加在图像傅里叶谱域中适当位置上,再经过快速傅里叶逆变换得到水印图像.选择的嵌入方案即适当的位置既不会使水印图像产生明显失真,又可以抵抗图像压缩和低通滤波.在JPEG压缩、图像旋转、高斯低通滤波的攻击方式下,对水印图像进行了鲁棒性分析,实验表明该算法具有良好的抗攻击性和安全性.     

沿虚轴无穷区问主值积分与逆傅里叶积分变换

在工程技术和科学研究的许多领域,傅里叶积分变换极为重要,但逆傅里叶积分变换手工计算比较困难,限制了傅里叶积分变换的应用范围。研究发现,逆傅里叶积分变换可以变换成沿复平面虚轴上的无穷区间主值积分,由此,导出一个逆傅里叶积分变换的计算公式,可用来快速完成逆傅里叶积分变换计算。     

一种改进的基于FFT Pruning算法的快速实现方法

针对文献[5]提出的FFT Pruning算法作了一些改进,得到了只计算FFT盯频谱中部分频点谱值的改进的快速实现方法．根据输入输出数据的结构特点,利用辅助矩阵和数据复制等手段,降低了FFT Pruning算法实现的复杂度,提高了FFT Pruning算法实现的灵活性．将改进后的FFT Pruning算法用C语言实现并在DSP集成开发环境CCS下的C5402 Device Simulator上运行．在相同条件下,再运行一般意义上的FFT算法和文献[5]中算法所对应的C程序、统计3种方法的运行时间并比较他们的效率．仿真结果表明：在相同的条件下,改进后的算法在快速准确地得到相关频谱值的同时,运算时间明显少于另外两种方法．同时,对输入输出端所取数据的长度也没有任何限制．     

CORDIC流水线结构在FFT设计中的改进

针对利用CORDIC流水线实现FFT蝶形运算耗费资源多的问题,依据CORDIC计算迭代系数的方法以及FFT算法中旋转因子W^p固定不任意的特点,改进了CORDIC流水线的结构形式,使其适应FFT算法．实验证明,这种改进结构既保证了蝶形运算的速度,又节约了芯片资源,适合在FFT芯片设计中使用．     

ASIC Design of Floating-Point FFT Processor

An application specific integrated circuit (ASIC) design of a 1024 points floating-point fast Fourier transform(FFT) processor is presented. It can satisfy the requirement of high accuracy FFT result in related fields. Several novel design techniques for floating-point adder and multiplier are introduced in detail to enhance the speed of the system. At the same time, the power consumption is decreased. The hardware area is effectively reduced as an improved butterfly processor is developed. There is a substantial increase in the performance of the design since a pipelined architecture is adopted, and very large scale integrated (VLSI) is easy to realize due to the regularity. A result of validation using field programmable gate array (FPGA) is shown at the end. When the system clock is set to 50 MHz, 204.8 μs is needed to complete the operation of FFT computation.     

改进的直扩信号频域多普勒补偿方法的研究与仿真

在直接序列扩频通信中发射机和接收机之间的相对动态会在载频信号中引起多普勒效应.针对直扩信号接收捕获处理中的多普勒补偿问题,并考虑工程实现中FFT点数的限制,提出一种频域多普勒补偿改进方法,该方法采用预累加处理技术对接收信号和本地信号进行预处理,并通过调整累加参数控制FFT点数及补偿精度.仿真结果表明,与传统的频域多普勒补偿方法相比,该补偿方法可以有效地控制FFT点数并提高多普勒补偿精度从而提高直扩信号接收处理效率.     

基于分裂基快速傅立叶变换的电力系统谐波分析

基于快速傅立叶变换（FFT）的电力系统谐波分析难以实现同步采样和整数周期截断,易造成频谱泄漏,影响谐波分析精度.为提高FFT的精度,比较几个典型的窗函数,提出基于加凯瑟窗的插值分裂基快速傅立叶变换算法.仿真分析结果表明该算法能提高FFT计算精度,满足谐波参数测量的精度要求.     

旋转机械故障诊断的小波与傅里叶谱分析方法研究

以某电厂正在运行的汽轮发电机组的振动信号为分析对象，以小波理论为重点，将小波分析与博里叶变换有机结合，利用小波分析的强时频分析特性和傅里叶变换的直观性，使故障诊断的结果既有效可靠又简单直观，在实际中易实现，从而找到了一种新的机械故障诊断方法，提高了诊断结果的精确性，实现了从运行中的汽轮发电机组的振动信号中诊断出故障类型及其所处的部位的目标．     

基于近似核DFT的多正弦信号快速检测和频率估计算法

基于近似核DFT,提出多正弦信号快速检测和测频校正算法,利用近似核DFT傅里叶系数实部或虚部系数内插构造频率校正项,以及实部或虚部最大值与平均值的比值确定检测门限,避免了常规插值校正和检测算法的复数运算,并实现了多正弦信号的非监督递归稳健检测。给出了算法的快速硬件实现原理,并对线性调频信号检测的适用性进行了讨论。仿真和硬件验证证实了算法的有效性。     

改进的数字化测量方法在介损测量中的应用

介绍了目前关于介损测量的方法,介绍了传统的谐波分析法在介损测量中存在的问题,分析了改进的测量介损的算法——加窗插值FFT法,并通过仿真实验和现场测量进行了验证,结果表明该方法能有效提高介损测量的准确性.     

一类素因子分解FFT算法

提出了一类新的素因子分解ＦＦＴＸ法（ＰＦＡ）．该算法可以用非同址的方式实现，也可以用同址的方式实现；既可以输入输出皆为同一顺序而不需要混序，也可以输入输出不为同一顺序而需要混序．同时，还具有新的算法结构，在计算每一维的小数ＤＦＴ时，需要变换数据模块的地址．理论分析与计算机仿真实验证明，与传统ＰＦＡ相比，本文算法可无需混序操作，易于扩展，可同址运算和顺序输入输出，能节省存贮量，提高运算速度。     

基于宽带欠采样阵列的频率估计算法研究

鉴于宽带欠采样阵列的常规FFT频率估计算法只适用于输入信噪比较高且精度要求不高的单信号频率估计,给出了多组采样频率联合解模糊的方法,在无需增加复杂配对算法的情况下,实现了多信号频率的无模糊估计．针对常规FFT法估计精度不高的问题,提出了一种分级高分辨频率估计方法（CMUSIC算法）．该算法估计精度可达到10kHz级,相对于常FFT法的MHz级提高了至少一个数量级．最后,仿真结果验证了本文所提方法的有效性．