教学课程资源库 更多>>

关键词： Matlab   IIR数字滤波器   设计  

摘要： 介绍了基于Matlab的IIR数字滤波器设计方法。先确定数字滤波器的性能指标,再按照一定的映射规则(冲激响应不变法或双线性变换法)变换成模拟滤波器的性能指标,然后采用一定的逼近方法(巴特沃斯型或切比雪夫型)设计模拟滤波器,最后将模拟滤波器按照同样的映射规则转变成数字滤波器。同时介绍了设计IIR数字滤波器常用的Matlab函数。通过Matlab实验仿真,利用介绍的数字滤波器的设计方法,成功地设计出了满足预定指标的各型IIR数字滤波器。

关键词： 指纹特征加密   可撤销指纹模板   巴特沃斯低通滤波器   不可逆转换函数  

摘要： 指纹特征加密是生物特征识别技术中最为活跃的研究领域之一。然而指纹特征是人体固有的特征,具有唯一性与终身不变性,一旦识别系统中的用户指纹模板丢失,将是永久性的。为了避免用户指纹模板丢失,基于巴特沃斯低通滤波器原型,设计了一组不可逆转换函数,将用户原始指纹模板转换为可撤销指纹模板,不同识别系统中存储的可撤销指纹模板具有互异性与不可逆性,进而有效规避原始指纹模板的不变性与公开性所带来的安全隐患。匹配精度、不可逆性、转换速度等方面的实验分析表明,所构造可撤销指纹模板方案在认证效率、安全性、计算效率等方面具有良好性能。

关键词： 数字全息   数字全息干涉技术   温度场   数字全息图相减   巴特沃斯低通滤波器  

摘要： 温度是与人们生产生活息息相关的一个物理参数,温度场测量在现代科学研究和国家经济发展中扮演着重要角色。温度场的测量方法很多,本文提出用数字全息干涉技术用于温度场的测量方法,继承了传统光学全息测量温度场的优点,以温度场中温度的变化转化为折射率的变化并以干涉条纹的形式记录下来,与目标温度场无接触,不会引入新的误差。同时数字全息干涉术又具备其自身的优点,它以光电耦合器件CCD取代传统的全息干板作为记录介质,以CCD记录温度场的信息,可以直接存储于计算机中进行处理,从而避免了大量繁琐的程序,节省了时间,提高了效率。 论文通过分析比较两类最基本的数字全息记录光路同轴全息和离轴全息的优缺点和适用范围,选择了透射式离轴数字全息作为最终的采集光路。文中对数字全息中两种最基本的重建算法卷积法和菲涅尔法作了较为详细的说明。本文主要研究的是轴对称温度场,以常见的电烙铁芯周围的温度场作为实验目标,分别记录其在通电加热前后两个状态下周围温度场的全息图,提出了数字相减的方法对全息图进行处理,获取了较为清晰的干涉条纹图,这些条纹记录了温度场的信息。本文提出了用巴特沃斯低通滤波器处理干涉条纹图,实验也验证了通过巴特沃斯低通滤波器滤波后,能够得到效果更好的二值图。文中采用经典的Hilditch算法对二值图进行细化操作,提取条纹的中心线,虽然还是有些“分叉”现象,但整体效果不错。文中推导了干涉条纹级次与条纹位移之间的关系式,结合图上得到的数据和关系式,得到了电烙铁芯某瞬间周围温度分布的一个函数,将其与理论上的热传导方程进行对比,用图形表示。从图上看,两条曲线的趋势大致相同,但在具体位置的数值却有一些差距。文中也对误差产生的可能原因进行了分析。考虑到这些可能原因,还是可以得出结论,数字全息干涉技术可以用于温度场的测量研究,它能记录温度场变化的趋势,但要精确记录具体的数值,还要对环境条件做一些限制,这也需要科研人员做出更大的努力,来突破这些障碍。

关键词： 数字滤波器   系统设计   双椭圆模型   群延迟误差  

摘要： 本文主要基于双椭圆模型对IIR数字滤波器之约束minimax设计算法进行研究,首先对IIR数字滤波器的研究背景以及研究现状做了介绍,然后对IIR数字滤波器设计中涉及的基本理论做了系统的分析探讨,之后对本文采用的双椭圆约束模型进行介绍,并对基于双椭圆约束模型的设计模型进行推导。在这些理论的基础下,本文首先对IIR数字滤波器通带边缘群延迟误差较大问题之解决方法做了研究,然后针对IIR数字滤波器设计中带来的过渡带幅值过冲问题之解决方法进行研究,最后则对全文内容进行归纳。本文主要研究内容如下:　　1.对IIR数字滤波器的双椭圆约束模型进行详细介绍。针对具有指定相位误差的IIR数字滤波器之约束minimax设计问题,重点对现阶段如何将IIR数字滤波器设计所构成的非凸规划问题近似为凸问题做了整理和归纳,尤其对在频率响应复平面上幅值误差约束下界所引起的非凸约束区域问题做了着重讨论。针对IIR数字滤波器幅值误差约束和相位误差约束所围成的非凸约束区域,考虑采用双椭圆约束模型进行逼近,将该非凸约束区域近似为凸约束区域,为后续研究奠定基础。　　2.基于双椭圆约束模型,提出采用改进的群延迟误差绝对值之包络线函数作为相位误差约束的上界函数,达到减小带边附近群延迟误差的目的。首先针对IIR数字滤波器带边附近群延迟过大的现状,对目前常用的降低群延迟误差之方法做了分析。一种方法是考虑直接对群延迟误差进行约束;另一种方法则是对相位误差约束施加S形上界函数。两种方法都可以在一定程度上降低IIR数字滤波器的群延迟误差,但是由于直接对群延迟误差施加的约束是非凸的,需要近似为凸问题后才能进行求解,难以满足实际中对群延迟精度的要求;S形函数容易表述,采用其作为相位误差之上界函数可以使问题简化,然而由于其参数需要手动调节,同样使得该方法在对精度要求较高的场合受限。本文设计中采用改进的群延迟误差绝对值之包络线函数的倒数对相位误差进行约束,可以大幅降低带边附近的群延迟误差。　　3.针对IIR数字滤波器过渡带幅值误差较大的问题,考虑在双椭圆约束模型的基础之上对滤波器之过渡带施加频率响应误差约束,改善过渡带幅值过冲问题。主要考虑方法为:在MMPE(minimax phase error)方法中添加过渡带频率响应误差约束,以期达到减小过渡带幅值误差的目的,并通过实例证实该方法的有效性。

关键词： 蛙跳算法   高斯变异   柯西变异   FIR数字滤波器设计   频率采样技术  

摘要： 群智能优化算法是近年来新兴的一种优化方法，是受到关注最多的研究领域之一，其模拟社会性动物、昆虫的各种群体行为，将这些群体行为的社会活动机制引入到优化算法中，利用群体中个体之间的信息交互和合作来实现寻优的目的。与其它类型的优化方法相比，其全局性好、实现简单、效率高，更适合解决大规模、复杂的寻优问题，被越来越多的应用于实际生活中。目前国内外研究较多的群智能算法，如遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、蚁群算法(ACO)等的研究工作都已经取得了较大的进展，并且已经成功应用在多个领域中。蛙跳算法(SFLA)是一种受自然界生物现象启发产生的群体进化算法，计算速度快， 寻优能力强，但局部搜索能力较弱，容易陷入早熟收敛。针对这些缺点，文章结合高斯变异和柯西变异两种变异算子的优点，提出了一种改进的混合蛙跳算法(MSFLA)。改进后的算法根据算法进化情况自适应调整两种算子的作用时机和作用比例。算法从两种算子中自适应的选择其一进行变异操作，利用高斯变异局部搜索能力强的特点提高了算法的收敛速度，在算法可能陷入局部最优时，则利用柯西变异全局能力强、易引导个体跳出局部最优的优点，两种变异算子相互补充，既提高了算法的收敛速度，也在一定程度上避免算法陷入局部最优和发生早熟收敛，提高了蛙跳算法解决复杂函数问题的能力。并利用几个典型测试函数，通过与基本SFLA和另一种改进SFLA的对比实验，充分验证了MSFLA有效性和优越性。为验证改进后算法(MSFLA)在实际应用中的性能，将算法引入到FIR数字滤波器的 设计应用中。文章采用频率采样技术对数字滤波器进行设计，在确定过渡带抽样点的值时，传统的查表法无法保证样本点的值最佳，因此可利用MSFLA良好的寻优能力求解出最佳样本值，令阻带衰减尽可能大，通带波纹尽可能小。文章首先对求解过渡带的最佳样本值的问题建立了具体的算法模型，然后在带通和低通两种情况下对其设计的FIR滤波器进行验证，通过与PSO和查表法的对比实验证明，MSFLA能够快速、有效的求得频率过渡带样本最优值，解决了查表法不能保证数据最优的问题，验证了其适用性和可行性。

关键词： 窗函数   稳定性   FIR数字滤波器  

摘要： 本文简要地阐述了FIR数字滤波器的原理,但传统的实现方式设计复杂,结果又不直观,针对上述这个现象,介绍了一种基于窗函数的FIR数字滤波器的设计方法,并应用实验数据进行了仿真验证。通过仿真数据说明,本文提出的设计不仅使得结果直观,更加提高了滤波器的设计精度,具有广泛地应用优势。

关键词： 软件无线电   FIR滤波器   分布式算法   FPGA  

摘要： 在宽带中频软件无线电台收发系统中,由于FIR滤波器具有良好的线性相位特性及实现的灵活性,通常将它作为数字上下变频中的整形低通滤波器。本设计采用altera公司的CycloneⅡ系列中的EP2C20Q240C8芯片,以一个8阶分布式算法的FIR低通数字滤波器电路为例,其主要通过LUT、加法器和移位寄存器实现。最后对该分布式算法进行了仿真验证。结果表明,该优化结构高效合理地利用FPGA硬件资源,可有效应用于高性能中频数字电台的信号处理模块。

关键词： 杂交粒子群算法   有限脉冲响应(FIR)数字滤波器   Parks-McClellan算法  

摘要： 介绍了杂交粒子群算法的原理,通过三个典型Benchmark函数对该算法的收敛精度进行了测试。将杂交粒子群算法应用到FIR数字滤波器的设计中,从而计算出FIR数字滤波器的系数。通过高通和带通两个实例进行仿真实验,并与Parks-McClellan算法设计的滤波器进行对比,结果表明,采用杂交粒子群算法设计FIR数字滤波器具有更好的通带和阻带特性,是一种有效的方法。

关键词： 位场   向下延拓   补偿法   频率响应   理想低通滤波器   密度界面反演  

摘要： 位场向下延拓是重、磁处理和解释的常用方法,但其不稳定性限制了其在资料处理及反演中的应用.本文基于补偿圆滑滤波思想以及空间域向下延拓迭代法,通过逐次补偿的办法实现位场的稳定向下延拓.同时,在频率域空间给出了该下延方法的频率域响应因子,并讨论了其低通滤波特性,理论模型和实际位场资料试验表明该方法向下延拓稳定性具有较高的延拓精度.将其应用于重力密度界面反演中,改进反演的稳定性,实际莫霍界面反演表明下延因子具备实用性.

关键词： MATLAB   IIR数字滤波器   DSP  

摘要： 对IIR数字滤波器进行研究，站在全面的角度来分析，对函数设计与计算方案的形成进行相应的探讨，找到相关的技术支持手段；通过对IIR数字过滤器中的信号处理技术，将MATLAB常用设计函数手段与DSP进行完善连接，同时，本文也将该技术实施中的参考手段与技术标准呈现了出来，以供参考。