表面粗糙度测量中的高斯滤波快速算法

应用高斯函数的逼近法和冲激响应不变法,设计出用于表面粗糙度测量的高斯数字滤波器,并给出了其零相移的递归滤波算法,算法简洁,易于实现。递归计算方法的计算量小,计算效率高。适当增加滤波器节数,在不增加很多计算量的情况下,可以达到很高的精度。文中给出的滤波器例子,传输偏差大约为2％和1％,处理一次表面测量轮廓数据,在当今最普通的计算机上,滤波时间小于1s。     

表面计量中高斯滤波器的一种高精度实现算法

为了能高精度地实现表面计量中的高斯滤波,基于中心极限定理,提出了一个高斯滤波器的二阶巴特沃思滤波器逼近数学模型．用双线性变换法设计了IIR型数字高斯逼近滤波器．逼近精度可以通过调节逼近滤波器的级联阶数实现．在八阶级联的条件下,高斯逼近滤波器与高斯滤波器的幅度传输特性偏差大约只有0．25％．高斯逼近滤波器采用迭代算法实现,算法简便,易于实现．迭代算法通过合理选择初始值,可以有效抑制边缘效应．实验结果表明,在普通的双核计算机上提取11200点数据的表面中线仅需约160ms,在高精度地实现高斯滤波特性的同时,还有效地抑制了边缘效应．     

用Z80微机实现IIR数字滤波

数字滤波是数字信号处理的重要内容之一,它和谱分析、相关处理一起构成了数字信号分析与处理的最常用的运算。与模拟滤波器相比,数字滤波具有精度高、性能稳定可靠,可以获得接近理想滤波的优良频率响应和便于改变滤波器的参数等优点。 数字滤波实际是一种计算过程或算法,它是把输入的一种数列变换成另工种数列作为数字输出信号。这种算法可在通用机上用软件程序来实现,也可用专用计算机硬件实现。微机及大规模集成电路的发展,使数字滤波的应用也越来越广泛。     

基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器FPGA实现与应用

传统动态FIR数字滤波需要将大量滤波器系数存入FPGA中,该文提出一种基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器实现方法,通过CORDIC算法对随信号参数动态变化的滤波器系数进行实时计算,节省大量FPGA内存资源。实验表明:基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器系数计算绝对误差小于±4×10-3,动态滤波器阻带衰减达-50 d B以上,具有准确度高、实时性好、占用内存少的特点。将该动态FIR数字滤波器应用于超声相控阵回波信号动态滤波,取得较好滤波效果。     

基于Gabor滤波器的指纹图像增强

通过对传统指纹图像增强算法的研究,提出一种基于Gabor滤波的指纹图像增强算法。根据指纹纹线间距均匀且局部平行的特点,建立了用于指纹图像增强的Gabor滤波函数的物理模型,并利用二维Gabor滤波器可分解为正交方向的一维高斯带通滤波器和一维高斯低通滤波器的特点,将二维滤波分解为两次一维滤波,从而解决了计算量过大的问题,降低了算法的复杂度。实验表明该算法具有良好的增强指纹图像的脊线和抑制噪声的作用。     

三维表面粗糙度高斯滤波快速算法

研究了三维表面粗糙度评定基准的数学模型及采用高斯滤波器得到三维表面评定基准的数字算法 ,提出一种新的用于三维表面的快速高斯滤波卷积算法 ,该算法利用了二维高斯函数的可迭代特性和可分离性 ,其优点是大大减少了指数运算的次数 ,提高了计算速度     

往复数字滤波器及其性能分析

根据实际数据处理工作的需要 ,以减小信号相移量为目标 ,提出一种新的数字滤波算法 ,即所谓往复数字滤波器。从滤波效果出发 ,拟定了一组性能评价指标 ,并应用数学试验方法在拟定的评价指标下 ,对该算法与传统算法进行了性能对比分析。分析结果表明 ,该算法在信号的相位偏移、幅值衰减、波形畸变以及除噪能力和滤波效率等方面均优于传统算法。该算法结构简单、编程容易、占用存贮空间少、运行速度快 ,可适用于动态测试数据的预处理。     

一种多模板的混合滤波乘性噪声图像去噪算法

提出了一种计算简单的去除图像乘性噪声的自适应混合算法,它通过事先定义一组实现简单的具有不同特性、不同大小窗口的中值和均值滤波器组,根据图像不同区域特征选择不同滤波器进行滤波.该算法能有效地利用空间滤波的特性,且便于硬件实现.实验结果表明,与现有的自适应去噪算法相比,该算法不但计算简单,而且在噪声抑制和细节保留方面综合平衡较好.     

工程表面分数阶样条滤波分析法

将分数阶样条滤波器作为表面轮廓滤波器以获取表面中线。首先将分数阶样条函数与变分公式相结合,推导出分数阶样条滤波器系统函数。分析了该滤波器的幅度传输特性,其具有截止幅度可调性质。当样条阶次逐渐升高时,截止特性可接近理想低通滤波器,而当阶次r=1.51时,截止特性又可逼近于高斯滤波器,该特性极大地方便了样条滤波器的使用。给出了分数阶样条滤波器的快速FFT算法,由于该滤波算法只涉及频域内乘积,且运算数量有限,所以计算效率很高。最后对FFT算法产生边缘效应的原因进行了分析,并对边缘效应进行了修正。实验结果表明:该滤波器算法不但具有灵活可调的截止特性,而且计算速度快, 在通用计算机上完成一次11 200点表面中线的提取只需4 ms,同时有效抑制了样条滤波器的边缘效应。     

基于B样条滤波器的表面粗糙度提取方法

提出了一种新的轮廓滤波器,它以高精度逼近高斯滤波器.这种轮廓滤波器是通过B样条与变分法相结合构造出来.通过调节逼近参数,该滤波器与高斯滤波器的逼近偏差可以控制在0.94%.该滤波器的算法是在频域中实现而不是时域中,所以大大缩减了计算时间.该滤波器的另外一个重要特性是有效地抑制了出现在滤波结果数据边缘的失真,也即边缘效应,这是许多轮廓滤波器所共有的缺陷.对一个实际工件进行测量提取表面中线和粗糙度,结果令人满意.     

基于粗大误差估计的表面测量稳健滤波方法研究

将粗大误差估计理论与高斯滤波方法相结合,提出了一种新的表面测量稳健方法。首先由kσ准则对表面轮廓中的畸形信号进行判定、识别、修正,详细论述了相应算法;然后由移动平均逼近方法实现高斯滤波,建立表面轮廓中线;最后由原始轮廓和得到的稳健滤波中线分离出表面粗糙度轮廓,实现了稳健滤波目的。该方法算法简单、易于实现,对表面畸形信号能够较好地抑制。     

圆度仪的数字化测量

介绍了对圆度仪的数字化改造方法。讨论了测量数据的数字化处理的方法及利用单纯形法对测量对象圆度进行评定，给出了实际的测量结果。     

刮板细度计非接触测量数据处理研究

对基于光谱共焦技术搭建的刮板细度计斜槽面深度测量装置的非接触测量数据进行处理算法研究.引入高斯滤波对整段测量数据进行滤波分析,再分左上平面、右上平面、斜槽底面三段进行高斯滤波,分离三个测量面的表面粗糙度信号及波纹度信号,解算出粗糙度值.对于高斯滤波中线,利用最小二乘法进行拟合,结果表明左右上平面的直线倾斜度一致,可拟合...     

表面测量中抗混叠数字滤波器的设计与实现

在表面测量数据采集系统中,针对抗混叠滤波器设计问题,提出了“模拟滤波器＋数字滤波器”的设计方法．设计了具有线性相位的有限脉冲响应（FIR）型抗混叠数字滤波器,得出了幅频特性和相频特性,满足了表面测量信号处理的要求．与传统的单纯模拟抗混叠滤波器相比,该方法有效降低了对模拟滤波器的设计要求,使其易于实现,滤波效果好．把该方法应用于表面测量系统中,通过对实测数据的应用试验,验证了滤波器的性能．     

基于小波滤波器组的涡街流量计信号处理方法

涡街流量计应用比较广泛,但是,由于易受管道振动和流场不稳定等因素干扰,如何从强噪声背景下检测出涡街信号频率,一直是个难题.研究了多相结构ⅡR小波滤波器组的设计方法,给出了Butterworth型小波滤波器组的实现方案,将基于小波滤波器组的信号处理方法应用于涡街流量计,并给出最佳频带的判别准则.仿真结果表明,Butterworth型小波滤波器组具有较好的幅频特性和较高的频率精度.     

Design of adaptive digital filters for phase extraction in complex fringe patterns obtained using the Ronchi test

A powerful technique is presented for processing complex fringe patterns with high noise levels and arbitrary distributions of spatial frequencies, which can successfully extract the phase information. Artifacts that arise from phase extraction in local filtering approaches are avoided by using a simple design and implementation strategy for the adaptive filter, based on the theory of digital filter design used in electronics, and applied to pixel rows (or columns) in the fringe-pattern. The filter designed in this manner is then applied to phase extraction in an experimental fringe pattern measured in a digital Ronchi test setup using a Carré phase-shifting procedure. The filtering strategy has a very low computational cost and allows phase extraction in noisy ronchigrams regardless their spatial frequency distribution, provided the fringes are still visible.     

DSP-based digital FM demodulation for GMSK signals

Demodulation of Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) using a limiter-discriminator is a low complexity alternative to coherent demodulation. This so-called digital FM demodulation is followed by clock recovery, sampling, and thresholding. Conventionally, clock recovery is done in hardware, and matched filtering is usually not possible when the Gaussian pulse is wider than a bit duration. We propose a clock recovery technique based on discrete-time processing of the demodulated baseband signal. This technique couples very nicely with a new maximum likelihood sequence estimator for the data that uses a whitening filter followed by a Viterbi decoder. The entire detection algorithm can be implemented in an efficient manner on a Digital Signal Processor (DSP). Computer simulation results are presented to show that the new algorithm performs better than the conventional slicer by as much as 5.5 dB.     

基于自适应陷波的涡街流量计信号处理系统

本介绍了以数字信号处理器为核心的实时处理系统,采用自适应陷波方法计算涡街流量计信号的频率。自适应陷波器只需估计一个参数。采用了ＤＳＰ,使得信号处理实时和系统小型化。实测结果说明,自适应陷波方法和实时处理系统是有效的。