全相位DFT数字滤波器的设计与实现

本文提出了全相位数据空间的概念 ,并基于DFT/IDFT滤波导出了一种新型的零相位滤波器———全相位DFT(APDFT)数字滤波器 .本文给出了它的脉冲响应与相应的DFT滤波响应向量之间的正、反变换公式 ,证明了这种滤波器的一些重要性质 .APDFT方法兼有窗函数法和频率采样法的优点 ,是一种设计FIR滤波器的新方法 .理论分析和模拟实验证实 ,其总体性能优于传统方法 .APDFT数字滤波器除可用通常的卷积结构实现外 ,也可用一种直接频域网络实现 .本文给出了这种网络结构及其简化算法 .这种网络具有实时自设计功能 .它可以构成时变系统用于滤波器传递函数实时可变的场合 ,可以方便地集成为一个长度和频响均可编程的通用零相位数字滤波器 。

基于DFT滤波器组的低时延FPGA语音处理实现研究

提出了WOLA(Weighted Overlap-Add)并行结构的低时延DFT滤波器组的设计和FPGA实现方法.为降低系统总体时延,在综合考虑传递失真、混迭失真的基础上,将群时延引入系统目标函数,并采用非对称综合原型滤波器设计方法,提出迭代算法,实现了DFT滤波器组低时延优化设计.通过对DFT滤波器组中分析和综合功能的关键模块采用多路并行乘法、多级流水加法链设计,实现了并行的WOLA结构DFT滤波器组,降低FPGA实现的计算时延.整个设计在Xilinx公司的Zynq7020型号FPGA芯片上进行实现.PESQ测试表明,设计的DFT滤波器组能取得较好的语音质量.与串行WOLA结构的实现对比表明,在16k Hz语音采样率下,并行的WOLA结构FPGA实现的总时延能降低1.192ms,其中群时延降低12%,计算时延降低29.2%.

适用于助听器语音信号处理的DFT调制滤波器组设计

提出了一种近似重构、过采样DFT调制滤波器组的设计方法。根据滤波器组的系统失真和输出混迭方面的要求,构造一个简单的目标函数,并采用等纹波法优化设计原型滤波器。与现有方法相比,该设计方法将复杂的非线性优化问题转化为对单一参数的选取,简化了设计过程,并且可在满足DFT调制滤波器组设计准则的条件下使得通带范围内误差逼近最小。利用加权叠接相加(Weighted Overlap and Add,WOLA)的快速实现结构,使整个系统更加高效、易行,可用于助听器语音信号分频带处理与综合。

全相位DFT数字滤波器的一种等价结构

本文根据[1]中提出的全相位DFT数字滤波器的理论,导出了一种新型的频域网络结构。对于相同长度和频率响应的滤波器,该结构与[1]中的方案滤波效果相同,但运算量只有[1]的一半,硬件实现简单。由于可以直接得到梯度向量,因此可应用于自适应滤波领域,实验证明,它比传统的频域自适应滤波器具有更好的性能。

DFT域全相位数字滤波器的设计与实现

本文给出了一种带双窗的频域全相位数字滤波器结构,经过理推导得到与其等效三种实现形式。对系统特性的分析结果表明,双窗全相位数字滤波器在通带和阻带内的波纹基本消除并且可以方便地设计各种滤波器;最后通过仿真实验,验证了理论推导的正确性和全相位数字滤波器的实用性。

基于线性迭代的DFT调制滤波器组的设计算法

该文研究了单原型的DFT调制滤波器组的设计方法。在该方法中,滤波器组的设计问题被归结为一个无约束的优化问题,其目标函数为滤波器组的传递失真、混叠失真和原型滤波器的阻带能量的加权和。结合线性化方法,原型滤波器通过迭代求解。在单步迭代中,原型滤波器的系数通过解析式求解得到。仿真表明,与传统的设计算法相比,本文方法设计所得的DFT调制滤波器组重构误差减小了约40dB,阻带衰减提高了约2dB。并且新算法的计算复杂度明显低于传统算法。

线性相位非均匀带宽DFT调制滤波器组设计

提出了一种非均匀带宽DFT调制滤波器组设计方法,该方法在设计近似重构、过采样均匀DFT调制滤波器组的基础上,用全通滤波器代替其多相结构中的延迟单元,在不改变原滤波器组系数的条件下获得非均匀的频带划分;针对这种变换带来的信号重建相位失真问题,在滤波器组输出端构造一个相位补偿器,并采用最小二乘法设计,使得设计出来的FIR补偿滤波器在全频带范围内直接逼近理想补偿器的频率响应。与现有的补偿方法相比,该方法具有更小的幅度和相位近似误差,并且有效地降低了补偿滤波器的阶数。通过对全通变换参数的合理选择,可以使非均匀频带分布满足符合人耳听觉特性的Bark域,从而适用于语音信号处理。

基于DFT变换的彩色图像平滑滤波

针对彩色图像的平滑滤波问题,提出了基于DFT变换的平滑滤波算法。该算法的基本思想是提取彩色图像的各分量,分别对每幅分量图像应用DFT频域滤波方法进行平滑,将各分量的滤波图像合成并显示。通过改变噪声类型和彩色空间模型,比较了采用DFT平滑滤波算法的平滑效果。实验结果表明,该平滑滤波算法对加入高斯和椒盐噪声的彩色图像均具有良好的滤波效果,其适用于RGB、NTSC、HSV、HSI彩色空间模型的平滑。

电力有源滤波器中对指定整数次谐波检测的DFT算法

根据带通滤波器的瞬时谐波检测方法,离散傅里叶变换基本思想,提出了运用基于DFT的滤波算法实现带通滤波。该算法可从原电流分离出指定次数谐波的分量,通过PWM对原电流进行反相补偿,以滤除指定谐波分量。基于理论上更有效地提高了谐波检测的准确度和检测实时性,在对指定次数谐波进行实时补偿方面具有一定的优势。理论研究和仿真表明,根据该DFT算法设计的数字系统可实现对指定次数谐波的检测。

基于DFT滤波器组的大斜视SAR成像算法

传统的大斜视角SAR成像算法利用时域线性走动减少距离徙动校正的难度,运用非线性变标算法改善方位向的聚焦效果,然而变标因子的引入也带来了一些处理上的不便。针对这一问题,该文从分块近似匹配的角度出发,结合DFT滤波器组理论,提出了一种方位向聚焦的新算法。与传统的方位非线性变标类算法相比,新算法不引入相位操作,能更好地补偿空变的多普勒调频率,稳定性和成像性能都得到了提高,且在一般情况下算法的计算量要少于传统算法。仿真结果证明了算法的有效性。

基于DFT滤波器组的宽带信号谱分析方法

本文利用DFT滤波器组、ZFFT,提出了一种宽带信号的实时谱分析方法。有效地解决了宽带信号高分辨率 谱分析要求的大运算量与实时性之间的矛盾。理论分析与计算机仿真表明该算法切实可行、有效并且易于实现。

基于递推DFT算法数字滤波器的研制

推导出递推DFT算法,并采用该算法实现了电力系统谐波与基波的分离,仿真和试验表明该算法具有计算量少、实现简单、滤波效果良好的优点,可用于基于交流采样的电力系统滤波和数据采集系统。

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。

过采样DFT滤波器组的一种简单设计方法

提出了一种几乎完全重构的过采样DFT调制滤波器组的设计方法。分析和综合滤波器组采用了不同的原型滤波器,使得设计自由度大为增加。考虑滤波器组的子带混叠、输出混叠、系统失真要求,推导并给出了相应的设计算法。实验结果证明提出的方法在相同滤波器长度情况下可以得到更好的阻带衰减。

全相位DFT数字滤波器MATLAB设计

FIR数字滤波器广泛地应用于数字信号处理领域。文中介绍一种设计FIR滤波器的新方法—全相位DFT(APDFT)数字滤波器的设计方法。文中运用MATLAB进行全相位DFT数字滤波器的设计和仿真实验,达到预期的效果。

DFT及其在FIR滤波应用中的有关问题

根据时域和频域抽样定理,从时域和频域的图形变换角度证明了DFT物理意义,并结合图形推导了其定义式。同时着重从FIR滤波应用的角度对DFT(Discrete FourierTransform)算法在信号分析中产生的误差、频率分辨率、尾部补零等有关问题展开讨论。

用于立体数字信息恢复的DFT域三维滤波器设计

为有效地重现立体数字信息,本文提出一种离散傅立叶变换DFT(Discrete Fourier Trans-form)域三维滤波器的设计方法。此方法充分考虑了各种三维频率分布和时域分布的因素,把DFT、全相位信号处理、频谱分析等性质结合了起来,构造出性能较好的三维滤波器。弥补了部分现有的用二维方法解决三维滤波问题的不足,具有理论价值和应用前景。

基于线性规划的一维DFT调制滤波器组设计

为了设计一维DFT调制滤波器组,采用一种线性规划算法将滤波器组的性能指标数学化为关于原型滤波器的乘积滤波器的函数,滤波器组的设计问题归结为一个以乘积滤波器为优化变量的线性规划问题。借助线性规划的求解方法,设计最优的乘积滤波器,通过因式分解求解原型滤波器。新算法避免了迭代算法对初值敏感的问题。仿真实验表明,相比于传统算法,新算法设计的滤波器组具备更好的整体性能,其中,重构误差降低约5dB,阻带衰减改善约6dB。

基于DFT滤波器组的多信号高效数字下变频

高速采样数据的快速下变频是大监视带宽数字接收机研究中的一个难点问题,该文基于DFT滤波器组提出了一种多信号的高效数字下变频结构。该结构在完成高采样率下的宽带高效数字下变频和采样率变换的同时,还具备并行处理多信号的能力,其结构中单级乘法结构的采用不仅缩短了处理时间,还减少了所需的硬件资源,在面对参数变化的信号时,优势更加明显。计算机仿真和FPGA硬件仿真验证了该结构的可行性。

近似完全重构DFT调制滤波器组的设计

提出了一种新的近似完全重构(NPR)离散傅立叶变换(DFT)调制滤波器组的原型滤波器设计方法。其优化的目标函数由滤波器组的输出混叠、输出失真及原型滤波器的阻带能量所导出。在此设计方法中,利用DFT调制滤波器组的特殊结构合理简化了滤波器组的输出混叠,输出失真。原型滤波器的设计最终被转化为一个简单的非线性优化问题。与目前的DFT调制滤波器组的设计方法相比,该方法提供了相当大的灵活性同时具有简单的优化描述。仿真结果证实了所提出的设计方法的有效性。