基于Verilog HDL的卡尔曼滤波器的仿真研究

文章对卡尔曼滤波器的算法的5个递推方程进行了详细的介绍,并采用Verilog HDL硬件描述语言对卡尔曼滤波器的算法进行了仿真研究.通过仿真分析,结果表明卡尔曼滤波器的系统过程噪声、测量噪声、系统阶数(递归次数)等因素对滤波结果有影响。     

具有状态约束的基因调控网络的集员滤波器研究

针对基因调控网络中切实存在状态约束现象,在考虑一类含时滞、参数不确定、噪声干扰的离散基因调控网络模型基础上设计一种集员滤波器,实现基因调控网络状态的估计.通过假设测量噪声是未知但有界的,采用LMI方法设计集员滤波器,获得滤波器的增益矩阵,运用递归优化算法对集员滤波器进行优化.最后,通过数值仿真证明了所提算法的有效性,实现了基因调控网络中的mRNA和蛋白质浓度的准确估计.     

基于集员滤波器的故障诊断

针对具有未知但有界故障的时变系统,提出一种集员滤波的故障诊断方法,保证系统的状态、故障信号的值100%包含在上下界内.假设过程噪声、测量噪声和故障信号的值有界,采用S-过程方法和线性矩阵不等式(LMI)方法设计集员滤波器,最后运用递归优化算法对集员滤波器进行优化.所提方法不仅可以对故障大小进行估计,还能够检测出故障信号类型.数值仿真证明了该方法的可行性和有效性.     

数字图像去噪盲复原算法改进研究

随着多媒体和计算机技术的迅速发展,数字图像处理技术得到了越来越广泛的应用.重点研究了具有非负和有限支持域的递归逆滤波器的盲图像复原算法(即NAS-RIF算法),并在此基础上研究了一种通过高阶统计量HOS去除噪声的方法,同时在算法的迭代过程中采用图像分割技术进一步精确图像的目标支持域.最后对所提出的方法进行了仿真,取得了...     

边缘保持递归去噪算法及在图象处理中的应用

为了在图象处理时，既可以有效地去除噪声，又不会太多地破坏边缘，在一维卡尔曼滤波器的基础上，通过加入噪声图象边缘的结构信息，导出了一种简单的、可快速计算的边缘保持递归去噪算法。算法的主要思想是将与边缘大小和位置有关的信息从噪声图象中提取出来并将这些信息作为卡尔曼滤波器的控制输入，采用这种方法可以有效地降低图象边缘破坏的程度。对包含边缘信息和不含边缘信息的Ｘ线头影图象进行了处理，实验结果表明，加入边缘信息的卡尔曼滤波器的性能明显优于传统的卡尔曼滤波器，改进的滤波器在去除图象噪声的同时，可以有效地保持图象的边缘。     

一种基于巴克域噪声估计的语音增强算法

为了在保证语音增强算法性能的同时,降低算法复杂度,提出了一种巴克域最小统计量控制递归平均噪声估计算法.将带噪信号在巴克域进行分解并进行最小统计量分析,基于此最小统计量控制噪声的递归平均估计.算法基于听觉模型,充分利用巴克带内频带间的相关性,具有较好的噪声跟踪估计性能.该算法复杂度低,适用于常见语音增强方法.仿真结果表明,基于该噪声估计的语音增强可以有效地抑制噪声,增强后语音失真较小,在低信噪比条件下能够有效改善语音编码合成后的语音质量.     

卡尔曼滤波器在PID控制器中的应用

简要介绍了卡尔曼滤波器理论及其算法,建立一级倒立摆系统模型.采用卡尔曼滤波器来克服系统中的测量噪声和控制噪声对控制性能的影响,并在MATLAB环境下进行对比仿真试验,验证了卡尔曼滤波器对噪声的有效抑制作用.     

医学超声图像局部对比度增强方法研究

提出了一种基于Lee滤波器和柔性形态学医学超声图像局部对比度增强方法. 在研究中首先根据医学超声图像的局部统计特性使用Lee滤波器对其进行预处理, 然后用柔性形态学的tophat变换从递归开运算后图像中提取亮特征用于局部增强. 用本算法对医学超声图像进行了测试, 并与已有的传统的增强方法进行比较. 结果显示本文方法在抑制散斑噪声的同时, 实现了局部对比度增强, 并保持了医学图像特性区域.     

遗传算法在数字滤波器中的设计应用

给出了基于一般算法的遗传算法设计的仿真结果,提出了一种基于遗传算法的数字滤波器的设计,依使用和实现方法来分类,通过卷积来实现的FIR滤波器和通过递归来实现的FIR滤波器,得出具体算法在相应滤波器中的应用,并对仿真结果进行了分析.     

胶片颗粒噪声图象的一种恢复方法

处理胶片颗粒噪声时最麻烦的是它对信号的依赖特性,本文的目的是结合照相学家关于胶片颗粒噪声特性的一些理论和实验结果,以及新的数字图象处理技术,研究针对这类非平稳噪声的图象恢复方法。通过对一般的Kalman滤波公式进行修正,本文推导出一组适用于与信号有关的噪声的滤波参数递推公式,并提出一种利用图象灰度和梯度信息进行自适应的线性最佳递归滤波算法。实验表明它具有较好的主观和客观效果,较一般的平稳Kalman滤波器性能优越,同时计算时间优于其它非递归线性最佳滤波和非线性算法。     

车轮转速信号混合噪声的非线性Volterra滤波方法

为保证机车黏着控制品质,提出车轮转速信号所含混合噪声(高斯噪声和冲击噪声)的非线性Volterra滤波方法,并结合混沌优化策略及动态随机局部搜索算子,提出动态随机局部搜索生物地理优化算法对Volterra滤波器模型参数进行优化求解.利用Volterra滤波器的结构优势(具有预测性能、兼具线性和非线性项),既能滤除混合噪声又可满足黏着控制的实时性要求.仿真实验结果表明,经优化求解的非线性Volterra滤波器实现了对车轮转速信号所含混合噪声的有效滤除.     

基于噪声方差估计的高斯混合概率假设密度滤波算法

针对传统的高斯混合概率假设密度(GM-PHD)滤波器在噪声先验特性未知或不准确时跟踪性能会下降,提出了一种基于噪声方差估计的高斯混合概率假设密度(NCE-GM-PHD)滤波算法.该算法可以同时在线估计时变的目标个数、多目标状态以及噪声方差.首先,通过引入遗忘因子和采取有偏估计的方法改进了传统的Sage-Husa自适应滤波器.基于改进的自适应滤波器,推导了带噪声方差估计的GM-PHD滤波算法.仿真结果表明,在非时变或时变量测噪声方差未知的情况下,NCE-GM-PHD算法的跟踪性能优于传统的GM-PHD算法,对噪声变化的适应能力更强.     

基于模拟退火算法的最优层叠滤波器设计

为了改进层叠滤波器的优化方法,提出基于模拟退火算法的层叠滤波优化设计方法,用来处理灰度图像.层叠滤波器是基于阈值分解发展起来的一种非线性滤波器,它的优化过程是对正布尔函数不断学习的过程.模拟退火算法是一种通用的优化算法,目前已在工程中得到广泛的应用,优化的时间相对于遗传算法要短.仿真结果可知,应用模拟退火算法的优化层叠滤波器,可有效滤除噪声和保持图像细节.     

线性相位二维递归数字滤波器组的设计

提出一种线性相位二维递归数字滤波器组的设计方法.这种设计是以 S 域一维(1-D)贝塞尔函数为原型的低通滤波器的传递函数,通过一维 S 域至二维 Z 域的双线性变换,实现线性相位二维递归数字滤波器.所实现的二维数字滤波器不仅保持贝塞尔滤波器通带内相位线性、阻带内相位近似线性的优点,而且能利用一维至二维的双线性变换压缩过渡带,使过渡带变得陡峭、阻带衰减增加.采用本文的设计方法,利用低阶的线性相位递归数字滤波器组,即可实现高性能的二维分析与综合数字滤波器组,完成图象的子带分割与重建功能.计算机仿真实验证明所提出的设计方法是正确的、有效的.     

胎儿心电提取自适应滤波器仿真对比研究

为了提高胎儿心电(FECG)提取的准确性和效率,研究了采用最小均方算法、递归最小二乘(RLS)算法、仿射投影算法、能量归一化最小均方算法的四种自适应滤波器应用于FECG提取的速度和准确性.根据设计的基于MATLAB的FECG提取算法仿真分析了四种自适应滤波器的收敛速度与稳态性能的影响因素,并通过调整和优化FECG提取参数对四种自适应滤波器进行了仿真对比.研究结果表明,RLS算法自适应滤波器性能最优,可以快速准确地从母体心电中分离出FECG.     

通用型FIR滤波器的实现

阐述了数字滤波器的几种分类，递归型数字滤波器的总的设计方法，对阶数较大的滤波器的硬件资源进行了优化，在FIR滤波器抽头系数产生原理的基础上，提出了一种通用型的FIR滤波器的设计算法。     

基于递归最小追踪的噪声互功率谱估计算法

针对改进最小追踪噪声互功率谱估计方法存在的噪声过估计的问题。提出一种基于递归最小追踪的噪声互功率谱估计算法。该方法中的平滑因子使用了递归平均技术,在估计噪声互功率谱时,会根据每个频点的实际信噪比作相应的调整。仿真结果表明,该噪声估计算法应用于一个语音增强系统时,取得了较小的噪声均方估计误差及较好的感知语音质量评价(PESQ)得分。     

基于遗传算法的自适应滤波器对白噪声的抑制

信号在传输过程中经常受到白噪声的干扰,由于白噪声频谱分布在整个实数域,常用的滤波器很难将其滤除.讲述了用自适应滤波器和均值滤波对白噪声进行抑制的方法.通过遗传算法对自适应滤波器的进行优化,用均值滤波的方法对自适应滤波器的滤波结果进行进一步滤波,仿真结果表明遗传算法的自适应滤波器能对白噪声进行有效的抑制.     

基于中值滤波和分数阶滤波的图像去噪与增强算法

为了避免经典中值滤波器对图像的模糊化,设计了一个噪声检测模型.通过对噪声的检测,设计了一种开关滤波器.当检测点为噪声时,使用中值滤波器进行去噪;当检测点为非噪声点时,利用分数阶微分滤波器对图像进行增强.所提算法不仅能有效地去除图像中的椒盐噪声,还能对图像进行增强,使图像在边缘突出的情况下完好地保留细节.选择“Lena”等经典图像进行多次实验与分析,结果表明了所提算法在图像去噪和增强方面的有效性.     

具有非线性等式约束的故障诊断集员滤波器设计

为了解决具有非线性等式约束的故障诊断问题,提出集员滤波器的设计方法,该方法不仅可以对故障程度进行估计,有效检测出故障,还能解决运行系统中要求的100%包含真实最小域的需要,判定出故障类型.首先对非线性等式约束线性化,通过S-过程方法和线性矩阵不等式方法设计集员滤波器;而后用Finsler引理把非约束状态下的集员滤波投射到约束表面,得到状态约束下的集员滤波器;最后运用递归优化算法对集员滤波器进行优化.数值仿真说明了该方法的可行性和有效性.