巴特沃斯低通滤波器的设计与仿真分析

巴特沃斯滤波器具有通频带内的频率响应曲线最大限度平坦、没有纹波、而在阻频带则逐渐下降为零的优点。本文从巴特沃斯滤波器的传递函数着手,针对特定设计参数通过双线性变换完成了数字滤波器的设计,最后通过仿真分析,展示了巴特沃斯滤波器在幅值衰减与相位滞后的特点,为工程技术人员在滤波器的选择与设计上提供参考。

单环四阶Sigma Delta调制器噪声传递函数设计

为了解决单环结构高阶Sigma Delta调制器的信噪比与输入动态范围的矛盾,利用巴特沃斯滤波器和切比雪夫II型滤波器设计了一个单环四阶Sigma Delta调制的噪声传递函数,使得系统获得较高信噪比的同时还具有良好的输入动态范围.仿真结果表明,系统峰值信噪比达到了131.9dB,同时将噪声传递函数参数映射成FeedForward Feedback结构的模型参数,并对其进行了归一化输入幅值为-3dB的simulink仿真,此时系统仍能获得128.7dB的信噪比,说明系统具有良好的输入动态范围.该设计方法也可以扩展到更高阶、多位量化器和其他过采样率的Sigma Delta调制器设计中.

基于频域滤波的电缆线芯图像纹理消除研究

电缆作为电力传输的重要部分,其线芯质量关系到用电安全及传输效率。在利用机器视觉技术测量电缆线芯结构参数时,刀痕纹理严重影响了图像分割效果,降低了测量精度。针对这一问题,提出了一种基于改进频域滤波的线芯截面图像刀痕纹理消除方法:首先采用相对总变差模型分解线芯截面图像,得到纹理图像描述;对线芯截面纹理图像进行快速傅里叶变换,分析刀痕纹理在频域中的能量主方向;研究改进型巴特沃斯陷波滤波器,设计椭圆形的邻域窄阻带以降低刀痕纹理对应的带状区域能量,从而消除刀痕纹理。实验结果表明,该方法的刀痕纹理消除率可达92%,提升了电缆线芯质量检测的效率。

胎心音检测系统中滤波电路的设计

胎心音检测在胎儿监护中占有极其重要的地位。胎心音的主要频率范围集中在60～180Hz，因此在对信号进行A／D采样之前，应先设计滤波电路，滤除50Hz工频的谐波分量以及母体噪音。滤波电路采用0PA2277双运放芯片，设计具有正反馈的双T型陷波器滤除工频谐波，利用巴特沃斯滤波原理设计高通滤波器和低通滤波器滤除母体噪音。通过Multisim软件对所设计的陷波电路和滤波电路进行频响特性仿真，得到的频响特性曲线表明：所设计电路可成功滤掉工频干扰和母体噪音干扰。

基于数字滤波的图像去噪方法

噪声是影响图像质量和视觉效果最主要原因之一,是影响图像处理的主要干扰因素之一。针对图像中因环境、拍摄影响造成的周期噪声和高斯噪声问题展开研究。首先将原始图像数值化,获取其RGB空间;其次将其转换到YCbCr空间,截取空间通道的X截面。运用N阶巴特沃斯陷波滤波器模型进行去噪,消除周期噪声同时也有效避免振铃效应,构建高斯滤波器模型消除部分高斯噪声,并结合约束最小二乘滤波器将分布较广的高斯噪声进一步去除。

车载升降式光电云台共振抑制方法研究

为避免视场遮挡,光电云台通常置于升降式桅杆顶端,桅杆的结构刚度将直接影响云台伺服系统的刚度,继而影响云台动态性能。实际使用时发现,由于桅杆刚度不足导致云台在方位向转动过程中极易发生共振,引起云台工作不稳定。针对该问题文中先后引入巴特沃斯低通滤波器、陷波滤波器和线性自抗扰控制方式对升降式光电云台共振现象进行抑制,通过对比三种方式的优缺点发现采用线性自抗扰控制方式具有响应速度快、共振抑制效果好、鲁棒性好的优点,适宜应用于升降式光电云台控制系统。

用于非接触式指纹增强的曲率驱动自适应滤波器

为了有效增强指纹,提出了一种改进的基于曲率的自适应非接触式指纹图像增强算法.首先,对局部平稳的指纹图像信号进行STFT（short time Fourier transform）分析,确定纹理模式频谱所在的主要区域,对频谱进行根滤波和形态学平滑后,用均值-门限法提取STFT主频谱成分;然后,提出一种角度和径向估计方法,计算指纹图像在频域的方向图和频率图;最后,根据指纹的曲率,构造相应的巴特沃斯陷波带通滤波器和高斯带通滤波器分别对低曲率区域和高曲率区域进行滤波,有效地滤除奇异点区域和非奇异点区域的噪声模式频率并保留纹线模式的主频率.将提出算法和同类算法进行主客观的实验比较,实验结果表明：提出的算法优于现有算法,能有效滤除非接触式指纹的噪声、增强脊线和谷线之间对比度,同时修复并增强正确的脊线结构.