基于像素梯度自适应迭代中值滤波器的图像脉冲噪声抑制算法

图像脉冲噪声移除是获得高质量图像的关键。本文通过热红外相机成像原理研究,提出了一种基于像素梯度自适应迭代中值滤波器的图像脉冲噪声抑制算法。首先,根据相机的调制传递函数计算获取原始图像的最大像素梯度,继而建立相应的像素梯度集合。然后,计算原始图像与对应像素梯度滤波图像的梯度权重均方根误差集合,并将该集合高斯分布的最大值对应的像素梯度确定为最佳像素梯度。最后,根据图像中脉冲噪声的密度和复杂度,确定所提滤波器的自适应窗口大小和迭代次数。大量实验结果表明,所提滤波器对移除8位、16位的单通道脉冲噪声图像展现出良好的鲁棒性。与其他先进方法相比,该方法可以实时移除真实热红外相机采集图像中低密度的随机值脉冲噪声和SAPN,并实现噪声抑制过程中99.5%以上的原始像素不会遭受破坏。除此之外,针对高密度SAPN抑制,该方法获得了具有竞争力的结果,与运行时间较快的滤 波方法相比表现出较好的 PSNR和 SSIM,与 PSNR和 SSIM较优秀的去噪方法相比表现出较快的运行时间。对于极限 SAPN(99%)破坏的图像,也能够恢复有意义的图像细节。

基于MATLAB的FIR数字滤波器设计

针对信号加噪声信号采集系统中的信号处理过程,设计并实现一款基于MATLAB的FIR数字低通滤波器。简单介绍窗函数法设计FIR数字滤波器理论,举实例介绍窗函数法设计FIR数字滤波器具体步骤,通过仿真验证设计正确性。形象展示FIR数字滤波器滤波过程。加深对FIR数字滤波器设计方法和滤波器网络结构认知理解。通过仿真验证完成对输入信号加噪声信号的滤波,证明设计的正确性。

FIR数字滤波器综合实验设计

把Matlab软件与CCS 5.5软件相结合,完成FIR数字滤波器综合实验设计.借助Matlab软件中的FIR数字滤波器设计函数,求得FIR数字滤波器的单位脉冲响应h(n).通过h(n)得到FIR数字滤波器的直接型网络结构,借助Matlab函数tf2sos,求得FIR数字滤波器的级联型网络结构的系数矩阵和增益,得到FIR数字滤波器的级联型网络结构.提出了实现FIR数字滤波的线性卷积计算方法.根据FIR低通或高通滤波器的截止频率ωc,设计了输入序列x(n).借助CCS 5.5软件,设计实现FIR数字滤波器的直接型网络和级联型网络滤波的C语言程序,很好地完成对输入序列x(n)的滤波.仿真实验结果表明,借助Matlab软件和CCS 5.5软件能够较好地完成FIR数字滤波综合实验设计.

基于一种新的三模集的低通FIR数字滤波器设计

本文对低通有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计进行了研究;在对常用三模集和传统的具有脉冲响应系数的FIR数字滤波器分析的基础上,提出将一种新的三模集应用于低通FIR数字滤波器设计的新方法。该FIR滤波器由多个乘法-累加器单元构成,实现正向转换器、并行算术通道和逆向转换器的功能。正向转换器将一个二进制数编码成一个关于模集的余数表示的数,每个算术通道对模集的每个模进行模乘和累加,逆向转换器将一个余数表示的数解码为其等效的二进制数,算术通道以完全并行的架构工作,从而实现轻量化的计算和简单的结构;最后的仿真实验结果不仅验证了本文提出的设计方法的有效性,而且相比于传统的单向转换设计,本文提出的设计方法有更小的滤波器系数偏差和更好的频率响应等波纹特性。

基于强跟踪滤波器的水中高频振荡放电参数分析

为探明水中放电高频振荡阶段参数及其变化特性,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和强跟踪滤波器的时变参数辨识方法。通过该方法分解水中放电实验平台采集的电压、电流信号得到不同频率特征的信号分量,对最适应原始波形的信号分量开展Hilbert变换并求得相应的瞬时幅值、频率,进而得到所需的电阻和电感。实验数据离散度分析结果表明,放电进程中参数变化具有随机性,故利用强跟踪滤波器进一步对实验数据进行辨识处理,可有效地降低随机放电造成的离散性,并获得具备普适性的电阻值和电感值。偏离度分析结果表明,辨识电阻与测量数据除在气泡崩塌阶段随机性过大外,前期偏离度集中在23.26%以下,降低了偏离度处于80%~110%内数据点的干扰,电感偏离度集中在2.35%以下。该方法能够有效地应用于水中高频振荡放电过程的时变参数处理研究中。

无限脉冲响应切比雪夫数字带通滤波器的设计

为了更准确地设计滤波器,通过理论计算与MATLAB仿真结合的方法。无限长脉冲响应(IIR)数字带通滤波器设计,首先给定数字滤波器的性能指标,然后按照频带变换转换成相应的模拟滤波器的性能指标,进行模拟滤波器的响应设计,最后根据双线性变换原则将模拟滤波器变换成数字滤波器。仿真结果显示,切比雪夫滤波器在过渡带衰减较快,其经济性好,且与理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小,就其输出效果而言,切比雪夫滤波器的阶次较小。

基于时间模式信号处理的三阶FIR滤波器实现

文中提出了一种基于时间模式信号处理电路的三阶低通有限脉冲响应(FIR)滤波器的实现。滤波器拓扑由一组新颖的构建块组成,这些构建块在时间模式下执行必要的功能,包括z-1运算、时间加法和时间乘法。设计的时域三阶FIR滤波器的输出与采样频率同步,且该滤波器的拓扑结构是模块化的,因此只需增加延迟和乘法器的数量就可以创建高阶滤波器。滤波器是在28 nm三星全耗尽绝缘体上硅FD-SOI工艺中设计的,电源电压为1 V,采样频率为5 MHz,仿真结果验证了理论分析的正确性,FIR滤波器在50 kHz的输入频率下实现了38.6 dB的信噪加失真比(SNDR),功耗约为200μW。

多策略离散人工蜂群算法设计FIR低通数字滤波器

针对人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)算法在解决复杂问题表现出来精度不高以及收敛速度较慢的不足,提出了一种融合折射学习和Lévy飞行的多策略离散人工蜂群算法(Discrete Artificial Bee Colony Fusing Refraction Learning and Lévy flight,DABC-RL),用于设计有限长脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)低通数字滤波器,以期进一步提高其滤波性能。在DABC-RL算法中,一方面,Lévy飞行策略用于增强ABC算法的局部搜索能力,折射学习用于增强ABC算法的全局搜索能力;另一方面,通过设计合适的离散编码方案对DABC-RL算法中的候选解进行离散化,使其适合于设计FIR低通数字滤波器。为了测试所提的DABC-RL算法设计的FIR低通数字滤波器的性能,选取由ABC算法、基于折射学习的refrPSO算法所设计的FIR低通数字滤波器作为对比算法。实验结果表明,相比其他算法,DABC-RL算法所设计的FIR低通数字滤波器的性能最好,且获得了最快的收敛精度和收敛速度。

基于有限脉冲变换的FIR滤波器进化设计

结合 FIR傅里叶级数设计法和窗函数的基本原理 ,提出先将 FIR滤波器的脉冲系列自由分布于 - 1～ 1之间 ,然后优化求逆 ,获得预期 FIR滤波器特性的新思路 .根据预期频率特性的指标要求 ,建立脉冲值的优化模型 ,通过遗传算法来求解 .所得的优化解 ,使对应 FIR滤波器的频率特性较好地满足预期频率特性的要求 .该设计具有方法简单、自由度高。

基于FPGA的数字带通滤波器设计与仿真

为快速准确地提取超声导波信号中的目标信息,采用流水线加法树阵列结构设计低阶滤波器,采用直接型低阶叠加实现20阶高精度带通滤波器。运用流水线技术与FPGA片上资源相结合实现对该结构数字算法优化,并将其应用在镍铬合金超声导波测温系统中。结果表明:所设计的滤波器对512点的混频超声导波信号滤波耗时约1047个时钟。该滤波器总体设计简单,可以达到实时滤波的功能。

基于分布式算法有限脉冲响应(FIR)滤波器的FPGA设计

FIR滤波器是一种被广泛应用的基本的数字信号处理部件。针对采用常用方法设计实现FIR滤波器存在的问题,提出基于分布式算法设计并在FPGA上高效实现严格线性相位FIR滤波器的方案,通过编程仿真得到满意的结果。该方法实现FIR滤波器器件体积小、性能可靠、价格低廉、设计周期短,可作为高速数字滤波设计的较好方案。

3G移动通信中脉冲成形FIR滤波器的ASIC实现结构

数字滤波器是语音与图像处理和模式识别等应用中的一种基本数字信号处理部件。本文提出了一种3G移动通信脉冲成形FIR滤波器的定向系统芯片实现结构:基于分布式运算(DA,即Dis tributedArithmetic)结构的查表法。使用了Alter公司的FPGA芯片-EP1K50QC208-3,阶数和位数以及滤波器特性均可方便改变。

基于FIR滤波器的船舶辐射噪声仿真

船舶水下辐射噪声中含有丰富的特征信息,但是水下声信号分布离散,数据采集工作成本大,耗时长.因此在实测数据缺乏的情况下,不同船舶辐射噪声的仿真对目标识别、定位等工作的研究提供了有利保障.通过研究分析船舶辐射噪声的来源和不同船舶辐射噪声的规律,采用窗函数法对特定频率响应的FIR滤波器进行设计,分别对巡洋舰、渔船、客船三种船型的辐射噪声进行了仿真.仿真结果表明,该方法较为准确且真实地反映了不同船舶的辐射噪声规律,对水下声信号处理研究具有重要意义.

基于FPGA的多功能FIR数字滤波器设计

现代测控通信系统为航天器传输的测控信号模式多样、特性复杂。针对传统数字滤波器无法满足滤波特性多变的问题,设计一种基于FPGA的多功能FIR数字滤波器。根据任务需求选择满足性能指标的窗函数、频率响应特性、滤波带宽等控制命令,调用ROM表中对应的滤波参数,满足多功能滤波需求,采用对称型滤波结构节省FPGA硬件资源,利用乒乓缓存的操作满足信号滤波实时性,通过Verilog HDL语言实现多功能FIR数字滤波器。ModelSim设计仿真和实际FPGA工程试验结果表明,多功能FIR数字滤波器参数可选多变,能适应不同滤波需求信号的多种场景,灵活性强、实时性好、稳定性好、实用性高。

一种面向PWM逆变器的滤波器设计

针对直流并网发电系统PWM逆变器输出电压携带高频谐波从而影响系统稳定性的问题,文中设计了一种面向脉冲宽度调制(PWM)逆变器、可优化谐振频率的滤波器。该滤波器结合了主流带有数字微控制器的直流发电系统原理,将滤波后输出的电压信号经过处理、采集、转换和反馈等步骤,完成对PWM逆变器的控制和驱动。在控制系统的应用中,单环反馈控制设计在滤波器的输出环节进行,根据控制方法选取相关参数。仿真实验结果显示,逆变器测电流总谐波畸变率TDH为5.63%,滤波器滤波后则为1.02%,谐波降低了4.61%,具有良好的滤波效果。

声像系统中数字信号滤波器的设计与实现

针对数字基带信号脉冲的成形滤波原理、应用及实现做了研究,对数字成形滤波的应用意义做了介绍并分析了模拟和数字两种硬件实现的方法,研究了成形滤波函数的传输特性和传输系统信号的误码率,分析了本次设计中所使用到的数字成形滤波器设计的几种FIR滤波器结构,并进行仿真结果比较,最后根据实际应用的情况并结合设计仿真中出现的问题进行分析,得出各种设计结构的优缺点和适用性。

基于改进蝗虫优化算法的FIR滤波器设计

针对蝗虫优化算法(GOA)在设计有限脉冲响应(FIR)数字滤波器时易陷入局部最优等问题,引入参数c非线性递减、自适应步长的Levy飞行策略,提出一种改进的蝗虫优化算法(IGOA)并将其应用在FIR数字滤波器设计上。仿真结果表明与原始GOA和粒子群算法(PSO)相比,改进的蝗虫优化算法设计FIR数字滤波器时更加稳定、有效。

防电磁脉冲滤波器的防护性能试验

为了测试3种型号的防电磁脉冲滤波器的防护性能,本文对其进线进行雷电脉冲注入和核电磁脉冲注入,通过监测对应出线的残余电压或电流来判断滤波器的传导干扰抑制能力。试验结果表明:在20kV/10kA等级的雷电脉冲组合波注入下,这些滤波器均具备一定的电压抑制能力,残余电压的最大值小于1 200 V;在核电磁脉冲注入电流峰值为100 A、500 A、1 000 A、1 800 A和2 500 A时,残余电流最大值均小于10 A,且电流抑制比随着注入电流峰值的变化而变化。因此,3种型号的滤波器的电磁脉冲防护性能符合设计要求。

核电磁脉冲滤波器防护性能测试研究

为验证核电磁脉冲滤波器对电源线传导干扰的防护性能,采用脉冲电流注入法(PulsedCurrentInjection,PCI),从测试原理、环境布置、过程和结果分析等方面对研制的220 V/16 A核电磁脉冲滤波器样机电磁脉冲防护能力进行验证,当注入电压为10 k V和30 kV时,残余电流约为8 A和20 A,随着注入电压的增大,其电流抑制比也增大。测试结果表明,脉冲电流注入测试法可操作性强,其试验所用滤波器具有良好的电磁脉冲防护性能,为后期工程实际改进提供方向。

基于快速FIR算法的自适应滤波器的VLSI实现

[目的]自适应滤波器能根据优化算法来自动调整传递函数,是一种强大的自适应系统,在信号处理、通信、雷达、声呐、地震学、导航系统和生物医学工程等领域有着广泛应用。随着集成电路工艺技术的发展,电路功耗显得尤为重要,可提升收敛特性和吞吐率。[方法]本研究提出一种基于快速FIR算法的3并行延时LMS自适应滤波器的架构,设计一种新颖的硬件高效架构,用于并行自适应3条支路的权重更新。与传统滤波器结构相比,并行滤波器具有更高的吞吐率和更低的功耗。为提高自适应数字滤波器的收敛特性,从三条权值更新支路中选择一个具有更好系统性能的分支。采用细粒度的算术运算单元和重定时技术,能有效降低关键路径的延时。[结果]从ASIC综合结果可知,与现有最佳结构相比,本研究所提出的3并行9抽头滤波器架构的功耗降低近16%,面积延时积(ADP)降低近11%。[结论]本研究所提出的架构设计具有重要的实践指导意义。