全相位半带滤波器设计与实现

半带滤波器是一种特殊的低通FIR滤波器,在信号的分析与完全重构中应用广泛。本文在分析全相位滤波器频率取样特性基础上,首先得到无窗、单窗全相位恒通过而双窗则低于频率取样点的结论,其次利用全相位双边带对称传输特性H设计三种类型的半带滤波器且均具有严格零相位特性,类型I和II具有实系数单位冲激响应,类型III则具有复系数冲激响应而使半频点处幅值不等于0.5。第三,分别实现全相位九种半带滤波器并与三种传统设计方法进行比较,结果表明,全相位设计半带滤波器通带及阻带波纹数更少,且衰减降低近3dB。      

基于二维DFT域全相位滤波的波包设计

信号滤波、谱分析和自适应信号处理在全相位信号处理领域中已得到广泛应用。本 文在一维全相位信号处理方法的基础上,给出二维全相位变换的数学表达式,并构建了相 应的信号处理系统图。其次,分析出全相位变换具有线性相位的充要条件,进而提出全相位 波包的概念。第三,分别选择Bartlett和Blackman作为基窗,仿真出20个全相位正交波包。 最后,借助全相位波包顺利地对图像展开了分解验证。分析表明,全相位波包可以实现对图 像的多层分解,并在时域和频域上得到多种分辨率的子图。此分析方法在图像数据的压缩, 边缘检验和自适应信号处理等诸多方面有着十分广泛的应用领域和发展前景。     

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.     

基于新型优化窗的多维全相位数字滤波器设计

提出一种通用的多维全相位数字滤波器的设计方法.基于一维原型全相位数字滤波器(APDF),通过多维抽取变换,设计出具有任意平行六面体通带的多维APDF,并保持奈奎斯特约束特性和零相位特性.利用一种新型优化窗函数设计了性能优异的一维加窗APDF,将其作为一维原型滤波器,生成了不可分离的多维加窗APDF.实例表明,在滤波器长...     

基于两种对称频率采样的全相位FIR滤波器设计

该文提出基于两种对称频率采样的全相位FIR滤波器设计方法,证明了在无窗和单窗情况下, 依据传统对称和偶对称的频率向量设计出的全相位传递曲线分别通过/N的偶数倍和奇数倍的数字角频率点, 因而全相位滤波器可较精确地控制边界频率。仿真实验证明, 这两种类型的全相位滤波器性能优于神经网络方法设计出的滤波器。     

基于二维DFT域全相位滤波的图像多分辨率分析

图像多分辨率分析在信号滤波、图像除噪、图像 融合、图像边缘检测领域中应用广泛。该文设计了一种新的 图像多分辨率分析方法,通过对全相位系统函数进行谱分解,实现了基于全相位的严格功率 互补的高低通滤波器设计, 按照全相位处理的基本理论,选择不同的正交变换方式和基窗函数可以方便地设计出具有不 同分析/合成效果的全相位波 包。实验表明,DFT域全相位分析滤波器可以实现对图像的多层分解,由合成滤波器还原得 到的图像误差几乎为零。在 图像数据压缩、自适应除噪方面具有较为广泛的应用前景。     

全相位自适应滤波器设计

文中首先给出了全相位滤波器结构,并理论分析得到等效的FIR滤波器模型和满足线性相位的条件,全相位滤波器具有明确的传输特性,且通带及阻带内的波动基本消除,易于设计形成严格子带互补的滤波器组。对加噪信号进行N次全相位频谱归一化处理,并递归设置幅值为1的频点而形成完整的传输特性,噪声的判断通过单次谱分析和全相位谱分析均值和方差特性来进行。实验中,对于淹没在强噪声中的信号进行了全相位自适应滤波,结果表明,对于整数倍的频率分辨率信号可以100%无失真恢复。全相位自适应滤波得到的信号提高0.8dB左右,通过提高滤波器阶数N或进行频谱校正可以进一步提高恢复信号质量。      

基于全相位幅频特性补偿的FIR滤波器设计

提出一种基于全相位幅频特性补偿的FIR滤波器设计算法,此方法可通过设置频移参数λ来控制边界频率。该方法采用了偶对称的频率采样模式,对两个子滤波器作了反向的相移处理,另外还构造了一全相位单窗滤波器用于幅频特性补偿,再将此补偿滤波器和各子滤波器进行组合即可形成各种低通、高通、带通、陷波类型的滤波器。     

一种基于循环移位图的全相位DFT数字滤波器频率响应的求取法

本文提出了一种新型的全相位DFT数字滤波器频率响应的求取方法—循环移位图法,它是基于全相位滤波器和原有FIR滤波器的相互关系而构造的,充分体现了Fourier变换的循环移位性质和卷积窗的关系。该方法直观,深刻反映了全相位滤波器的内在机理。文中以N=3为例,说明了全相位滤波器的衍生过程。并以N=7阶全相位滤波器为例,分别在无窗、单窗和双窗条件下,推导出了全相位滤波器频率响应的数学表达式,并且用该表达式结合实验结果解释了全相位滤波器的优良特性。然后分别用所有数字角频率的正弦信号对全相位数字滤波器进行仿真实验测试,该仿真实验证明:测试出的频率响应曲线和理论推导完全一致。本文最后还推导出任意阶、任意种加窗方式下的全相位数字滤波器的频率响应公式。     

无窗全相位FFT/FFT相位差频移补偿频率估计器

为提高经典全相位FFT/FFT相位差频率估计器的精度,该文提出无窗模式和频移补偿两项改进措施。借助谱分析试验和理论分析,该文证明无窗模式相比于原有加窗模式更能增强全相位FFT和FFT的峰值谱幅度,从而增强抵御噪声的能力;借助频移补偿措施,使得无窗模式下的apFFT和FFT总能工作在小频偏状态,从而有助于提取准确的相位差信息。仿真实验表明,该文的改进估计器,对于单频测量情况,其频率估计方差紧靠克拉美-罗限,对于多频情况,相比于现有的Tsui内插估计器,在低信噪比环境下表现出更好的抗干扰性能,因而具有较广泛的应用前景。     

基于并行全相位点通滤波的高性能互素谱分析方法

为根本消除欠采样宽频谱分析中的伪峰副效应,该文提出基于并行全相位点通滤波的高性能互素谱分析方法。通过剖析经典互素谱分析的机理,指出产生伪峰效应的根源在于上、下通道的多相滤波支路之间存在多余的重叠边界频带。故借助全相位点通滤波器组来取代经典互素谱的原型滤波器,并且推导出基于并行点通滤波的互素谱分析流程。理论分析和仿真实验均表明,新的方法显著改善谱分析性能：不仅从根本上消除了伪峰产生的可能,而且相比于经典互素谱分析还大大提升了谱分辨率,从而具有较高的密集谱成分辨识性能。在软件无线电、雷达探测、无源定位、海事无线电等领域有广泛应用前景。

     

基于矩形卷积窗的声频测量系统谐波分析方法

研究卷积窗在声频测量系统高精度谐波分析中的应用,并将卷积窗与多种常用的经典窗函数进行比较.结果表明:与具有相同宽度的其他窗函数相比,当采样同步误差较小时,卷积窗的主瓣最窄,旁瓣衰减速率最大,具有更小的频谱泄漏效应,因此更适于声频测量系统的高精度谐波分析.通常声频测量系统的测量频率已知,通过选择合适的窗长,可以保证采样同...     

基于×字形窗口的自适应中值滤波算法

传统的中值滤波方法在去除脉冲噪声的同时会损失部分图像细节,且运行速度也不能很好地满足实时性要求。在此对Matlab工具箱中的中值滤波算法进行改进,提出一种基于×字形滤波窗口的自适应中值滤波算法。该方法具有根据3×3的×字形窗口中噪声点个数自适应调整滤波窗口大小及根据矩阵的对称性及基本的逻辑运算实现×字形窗口的特点。实验结果表明,与传统的方形窗口中值滤波算法相比,该方法在有效去除椒盐噪声和脉冲噪声的同时,较好地保持了图像细节,缩短了运行时间。     

基于全相位陷波器解析设计的啸叫去除

为了快速且精准地抑制助听器中的啸叫效应,该文提出一种中心频率可以精确控制的全相位有限脉冲响应(FIR)陷波器解析设计.首先,为了获得较高的陷波精度,引入了整数部分m和小数部分λ来控制陷波的中心频率.然后,设计了一个偶对称的闭式解析式来计算陷波器系数.最后,为了保证输出信号的连续性和线性相位,进行数据延拓和截取操作.该陷波器具有线性传输特性,避免了非线性失真.为了检验陷波器的滤波性能,将其应用在助听器中去除啸叫.实验结果表明,该滤波器在啸叫频率下的衰减值可达–330 dB,信噪比达22 dB,输出波形质量好,算法复杂度低,鲁棒性高,具有一定的应用前景.     

基于模板卷积的平滑滤波在野值剔除中的应用

借鉴数字图像处理中基于模板卷积线性滤波方法的思想,提出了一种基于模板卷积滤波的野值剔除方法,从理论上分析了该方法的高精度性和高实时性.与其它方法进行了仿真比较,仿真结果表明,通过正确设置模板的长度和参数的大小能有效剔除测量数据中的野值点.     

基于全相位陷波器解析设计的啸叫去除

为了快速且精准地抑制助听器中的啸叫效应,该文提出一种中心频率可以精确控制的全相位有限脉冲响应(FIR)陷波器解析设计。首先,为了获得较高的陷波精度,引入了整数部分m和小数部分λ来控制陷波的中心频率。然后,设计了一个偶对称的闭式解析式来计算陷波器系数。最后,为了保证输出信号的连续性和线性相位,进行数据延拓和截取操作。该陷波器具有线性传输特性,避免了非线性失真。为了检验陷波器的滤波性能,将其应用在助听器中去除啸叫。实验结果表明,该滤波器在啸叫频率下的衰减值可达–330 dB,信噪比达22 dB,输出波形质量好,算法复杂度低,鲁棒性高,具有一定的应用前景。     

基于横向拓展窗口的快速图像中值滤波算法

中值滤波是一种基于空域排序统计的图像降噪方法,可在滤除噪声的同时有效保护图像的细节信息。传统中值滤波一般采用冒泡排序法来对方形窗口内的像素灰度值进行排序操作,像素之间的比较次数多,处理时间长,不利于实时图像处理。基于图像并行处理的思想,提出了一种基于横向拓展窗口的快速中值滤波算法。算法将传统的方形窗口进行横向拓展,从而改变滤波窗口漫游的滑动步长,同时可以有效利用算法执行过程中的比较信息,达到提高整幅图像处理速度的目的。实验结果表明,算法能够满足图像降噪高精度、高实时性要求。所提出的算法通过牺牲芯片面积来换取处理速度,适宜于在现场可编程门阵列等硬件上实现。     

基于不同窗口形状下的CT图像中值滤波算法

CT作为医学影像工具,对CT图像的去噪声处理是医学图像预处理中的重要环节,中值滤波是传统滤波算法中对滤除椒盐噪声有较好滤波性能的方法之一,滤波窗口形状有着多样性。文中对于不同形状窗口进行了程序编写,研究了不同形状的滤波窗口、不同窗口大小的中值滤波算法对CT图像的去噪效果,这些影响到中值滤波中心像素值的选取以及滤波处理的计算量。实验结果表明,中值滤波的效果有差别,为改进中值滤波算法及对CT图像的去噪声处理提供了参考,同时也有利于研究中值滤波与其他滤波方法结合进行去噪声处理,可以更好地保留图像的细节。     

用窗口卷积实现反卷积的算法研究

本文提出了一种用窗口卷积实现反卷积的新算法,这种算法解决了用圆周卷积计算反卷积时出现的病态问题.对用圆周卷积、线性卷积和窗口卷积实现反卷积三种方法进行误差、计算量与存储空间的分析和对比.结果表明,用窗口卷积实现反卷积运算的误差、计算量和存储空间都是最小的.