基于IFFT的Lubich数字分数微分器系数的快速算法

从信号处理角度考察Lubich系数,分析了Lubich系数的频域特性。设计了一种基于快速傅里叶逆变换(IFFT)的Lubich系数的快速算法。IFFT算法直接求解的Lubich系数不准确,在甚低阶运算时频域存在吉布斯效应,新算法利用零频赋值可有效减弱该效应。数值仿真结果表明,与Lubich准确系数相比,在一定真分数运算阶范围内,新算法求得的Lubich近似系数构建数字分数微分器有更好的效果,且新算法计算复杂度低,运算效率高。     

一种简洁的离散快速无振荡跟踪-微分器的设计

针对几种传统的跟踪-微分器存在的缺点,构造了一种简洁的离散快速无振荡跟踪-微分器.对几种跟踪-微分器的控制综合函数进行了对比分析,设计了一种可变宽度线性区,利用状态倒推的方法确定了控制综合函数,并依此构造跟踪-微分器.仿真结果表明,该跟踪-微分器能够快速无振荡地跟踪输入信号,具有较好地滤波功能,能输出品质很好的微分信号...     

高阶逼近Grünwald-Letnikov分数阶加权系数的快速算法

文中提出三种求解高阶逼近任意运算阶的Grünwald-Letnikov分数阶微分器系数的快速算法,表述了算法的实现原理及对应的推导公式,并对其进行运行时间统计和计算复杂度分析。与幂级数展开法、卷积计算法、复化Simpson数值逼近法和IFFT相比,快速算法可以在误差允许的范围内,降低求解Grünwald-Letnikov分数阶微分器系数的计算复杂度,从而提高执行效率。     

极低频垂直偶极子在地-电离层中场的数值积分算法

针对地-电离层空腔中极低频(ELF)场强问题,提出一种应用于任意复数角v的勒让德函数数值积分算法,并与已有渐近计算法、级数展开法进行比对,结果表明:该方法使用频率范围更广,计算精度、效率更高。利用此数值积分算法,计算了垂直偶极子激励的30Hz以下典型频点的场强分布,所得场强分布符合物理规律,无损耗条件下舒曼谐振频率与前人计算结果完全一致,印证了ELF垂直偶极子在地-电离层腔体中场的数值积分算法的正确性。     

球形分层媒质中并矢格林函数的求解域: 并矢格林函数快速计算*

首先,采用勒让德多项式的加法定理,对PartΙ部分得到的并矢格林函数进行化简,将双级数和形式转换成单级数和形式。然后,将场型格林函数转换成位型格林函数,将九个分量中收敛慢的TM 分量统一合并成公共的标量位函数。接着,利用球贝塞尔函数和汉克尔函数的渐近公式,导出并矢格林函数的渐近函数,以加速格林函数的收敛速度。最后,计算了球面共形微带天线的输入阻抗,与文献计算结果吻合,说明了处理的正确性和有效性。     

一种新的频域模式格林函数自适应快速算法

频域模式格林函数是频域旋转对称矩量法(FDBoRMoM)各Fourier模式分量特有的格林函数,它是个急速振荡积分,振荡频率随模式数和电尺寸的增大而增大.能否快速计算这个振荡积分是提高FDBoRMoM效率的瓶颈,特别是平面波倾斜照射时.基于振荡核的谱估计和模式缩减技术,我们提出了一种模式格林函数的单区间自适应积分方法.该方法能够根据场源点位置自动确定是否需要作数值积分;如果需要,它可以自适应选择整个积分区间作单次Gauss积分时合适的采样点数;在保持很高计算精度的前提下,它具有自适应、高效和稳定的优点.     

分数阶数字FIR微分器的快速WSLD设计算法

一阶逼近格林瓦尔-莱特尼科夫(G-L)加权系数的计算具有准确快速的递推公式,而高阶逼近鲁比希加权系数的求解则复杂度高,计算消耗时间长。本文通过傅里叶变换证明了鲁比希算子的逼近阶,并基于移位鲁比希算子提出一类四阶逼近的加权移位鲁比希差分(WSLD)算子。从数字信号处理角度分析WSLD算子滤波特性,设计基于WSLD算子的分数阶数字FIR微分滤波器并进行数值仿真验证。对比Al-Alaoui、鲁比希2种典型分数阶算子,结果表明,利用WSLD算子求解分数阶数字FIR滤波器滤波系数的算法简单、高效,且相对其他算子能有效减小吉布斯效应影响。     

一种类菲涅耳型振荡积分的快速精确算法

通过变量代换和积分路径的复平面变换,将类菲涅耳型振荡积分变换为非振荡型积分,所得积分的计算时间与振 荡频率成反变的关系,使得计算速度变为原来积分速度的几十到上百倍。而且,该方法所用到的仅为数学变换,几乎不 存在误差,很好的解决了类菲涅耳型振荡积分问题。     

分数导数与数字微分器设计

从信号处理角度来考察分数阶导数和微分问题.首先论述分数阶微积分的基本概念,评论分数阶导数的几种典型定义,并重点探讨分数阶导数的频域定义及其基本性质.紧接着详细研究分数阶微分的实现:理想分数阶数字微分滤波器和FIR分数阶数字微分滤波的基本性质和设计问题,并提出分数阶微分滤波器设计中遇到的新问题以及奇对称微分滤波器、偶对称微分滤波器等新概念.最后给出一些值得进一步探讨的有趣问题.     

基于分数阶微分的图像增强算法

相比传统的基于整数阶微分的图像增强算子,分数阶微分增强算子能提升图像的高频边缘信息,且非线性保留图像纹理细节和平滑区域的中低频信息。文中根据Riemann-Liouville分数阶微分定义,构造了5×5大小的分数阶微分增强算子模板,同时采用传统的整数阶图像增强算子Sobel算子、Prewitt算子和Laplacian算子,分别对灰度图像和彩色图像进行图像增强处理实验。最后,引入图像熵的计算,对图像增强的结果进行熵值大小的计算与分析。随着分数阶微分阶次的增加,分数阶微分增强算子处理后的图像熵值呈上升趋势,说明图像的纹理细节信息得到了加强。     

一种新的分数阶傅立叶变换快速算法

本文给出了分数阶傅立叶变换(FRFT)的定义,介绍了已有的几种离散FRFT快速算法,并简要分析了这几种算法的优缺点.在此基础上提出了一种新的FRFT快速算法.该算法避开特征值与特征向量的匹配问题,具有易理解、易实现、效果好等优点.并且在改变分数阶幂时不需重新计算整个过程,只需计算一个对角矩阵.为与其他方法作比较,作者最后对几个典型信号作了计算机仿真,并给出其仿真结果.     

一种分数阶傅里叶变换快速算法的研究

介绍了分数阶傅里叶变换的定义,接着提出了一种分数阶傅里叶变换的快速算法,其中分数阶傅里叶变换快速算法分三步进行:线性调频信号乘法,线性调频信号卷积,另一个线性调频信号乘法,从而利用FFT来计算FRFT。这种算法思想直观,结果与连续FRFT的输出接近。最后用具体的信号作了计算机仿真,并给出Matlab仿真结果图。     

应用MATLAB实现数字水印算法

介绍了数字水印算法中常用的MATLAB函数,应用MATLAB语言实现了一个空间域数字水印算法的嵌入、提取和攻击过程,并给出了程序运行的结果.     

Fast Algorithm and Efficient Architecture for Integer and Fractional Motion Estimation

Motion estimation in H.264/AVC, is done in two parts – integer motion estimation, and fractional motion estimation. Hardware reuse for both parts is inefficient due to the differences between them. In this paper we address the hardware reuse problem by proposing a, fast motion estimation algorithm as well as a pipelined FPGA-based, field programmable system-on-chip (FPSoC), for integer and fractional motion estimation. Our results show that the rate-distortion loss of our algorithm is insignificant when compared to full search in H.264/AVC. Its average Y-PSNR loss is 0.065 dB, its average percentage bit rate increase is 5 %, and its power consumption is 76 mW. Our FPSoC is hardware-efficient, even out-performing some state-of-the-art ASIC implementations. It can support up to high definition 1280?×?720p video at 24Hz. Thus, our proposed algorithm and architecture is suitable for delivery of high quality video on low power devices and low bit rate applications which typically use H.264/AVC baseline profile@levels 1–3.1.     

A Fast Algorithm to Map Functions Forward

Mapping functions forward is required in image warping and other signal processing applications. The problem is described as follows: specify an integer d 1, a compact domain D R ^d, lattices L ₁,L ₂ R ^d, and a deformation function F : D R ^d that is continuously differentiable and maps D one-to-one onto F(D). Corresponding to a function J : F(D) R, define the function I = J F. The forward mapping problem consists of estimating values of J on L ₂ F(D), from the values of I and F on L ₁ D. Forward mapping is difficult, because it involves approximation from scattered data (values of I F ^-1 on the set F(L ₁ $#x22C2; D)), whereas backward mapping (computing I from J) is much easier because it involves approximation from regular data (values ofJ on L ₂ D). We develop a fast algorithm that approximates J by an orthonormal expansion, using scaling functions related to Daubechies wavelet bases. Two techniques for approximating the expansion coefficients are described and numerical results for a one dimensional problem are used to illustrate the second technique. In contrast to conventional scattered data interpolation algorithms, the complexity of our algorithm is linear in the number of samples.     

An Algorithm for Computing the Correlation Functions of Walsh Functions

An algorithm for computing the correlations of Walsh functions is presented. Given indices j and p between 0 and 2n - 1, the algorithm computes the correlation between the jth and kth Walsh-Paley function at time differences t = i2-n, i =0,1,..., 2n - 1. These values specify the correlation completely as it varies linearly between these points. A Fortran program is shown. The time required to compute a complete 2n point correlation is approximately the same as that of a 2n point fast Walsh transform.     

软件无线电中的数字化快速解调算法

软件无线电中信号的调制与解调是研究的重点问题之一。文章基于希尔伯特变换提出了一种在软件无线电中的数字化快速解调算法，理论分析和仿真结果表明，该解调方案的抗干扰性能有明显改善，与传统解调方法相比，通用性强、简单、计算量小且易于实现，能很好地满足软件无线电中的要求。具有理论意义和实际应用价值．     

稀疏FIR数字滤波器设计的一种快速算法

提出了一种设计稀疏FIR数字滤波器的快速算法.该算法是在文献[19]所提算法的基础上进行了适当的改进.所提算法有效解决了L1-L2优化问题,具有很快的收敛性,并且新算法解决了权衡参数的选取问题.应用该算法成功设计了一维与二维的FIR稀疏数字滤波器,并与非稀疏情况下的设计进行了比较,仿真结果也表明本文所提算法的有效性.     

Spectral Two-Step Preconditioning of Multilevel Fast Multipole Algorithm for the Fast Monostatic RCS Calculation

A new spectral two-step preconditioning of multilevel fast multipole algorithm (MLFMA) is proposed to solve large dense linear systems with multiple right-hand sides arising in monostatic radar cross section (RCS) calculations. The first system is solved with a deflated generalized minimal residual (GMRES) method and the eigenvector information is generated at the same time. Based on this eigenvector information, a spectral preconditioner is defined and combined with a previously constructed sparse approximate inverse (SAI) preconditioner in a two-step manner, resulting in the proposed spectral two-step preconditioner. Restarted GMRES with the newly constructed spectral two-step preconditioner is considered as the iterative method for solving subsequent systems and the MLFMA is used to speed up the matrix-vector product operations. Numerical experiments indicate that the new preconditioner is very effective with the MLFMA and can reduce both the iteration number and the computational time significantly.