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。