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层叠滤波器优化设计及算法研究

长期以来,信号处理技术被广泛地应用于国民经济、军事国防、科学技术及家庭生活等众多领域。自然现象和社会现象中存在的许多信号处理问题都是非线性的,随着人们对信号处理的精确性、灵活性和实时性要求的迅速提高,线性滤波技术不能满足所有信号处理场合的需要。从70年代开始,非线性数字滤波理论和技术作为一种新型的领域逐渐的发展起来,并且成为各学科共同关注的近代基础研究之一,应用到线性滤波技术无法得到满意结果的场合。非线性滤波器是非线性信号处理的主要手段,由于它可以有效地处理包含脉冲噪声、斑点噪声或信号独立噪声在内的噪声污染环境,被广泛的应用在信号和图像处理领域中。层叠滤波器是一种逐渐兴起的非线性数字滤波器,已经成为非线性滤波领域中最具代表性和发展前景十分广阔的一类滤波器,它的优点在于:采用了阈值分解结构,有利于并行处理和通过VLSI技术实现;在理论上概括了许多非线性数字滤波器,成为研究非线性数字滤波器的一种重要工具。本文在回顾层叠滤波器的基本理  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

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层叠滤波器优化理论及算法研究

层叠滤波理论是80年代中期逐渐兴起的一种非线性数字滤波技术。层叠滤波理论优点在于:采用了阈值分解结构,有利于并行处理和通过VLSI技术实现;在理论上概括了许多非线性数字滤波器,成为研究非线性数字滤波器的一种重要工具。因此,层叠滤波器的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文从层叠滤波器的基本理论入手,在建立最优层叠滤波器优化模型的基础上,研究了层叠滤波器优化算法及其在图像处理中的应用。本文的主要研究内容和取得的成果包括以下几个方面:依据层叠滤波器输出信号满足层叠性这一前提,提出了一种输出信号快速重建算法,此算法有利于在无法进行并行处理时重建输出信号。该算法能在普通计算机上较快地重建输出信号,较之传统的重建算法,速度得到了较大提高,有利于在普通计算机上进行层叠滤波处理仿真时,重建输出信号。由正布尔函数的表示方法及其定义和性质,提出了一种正布尔函数随机生成算法,使应用全局化优化算法,如遗传算法优化层叠滤波器成为可能。讨论了基于MAE准...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

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层叠滤波器的优化算法及其实现的研究

由于自然现象和社会现象中存在的许多信号处理问题都是非线性的,随着对信号处理的精确性、灵活性和实时性要求的迅速提高,线性滤波技术不能满足所有信号处理场合的需要。因此从70年代开始,非线性数字滤波理论和技术逐渐发展起来。层叠滤波理论是一种逐渐兴起的非线性数字滤波技术。层叠滤波理论优点在于:采用了阈值分解结构,有利于并行处理和通过VLSI技术实现;在理论上概括了许多非线性数字滤波器,成为研究非线性数字滤波器的一种重要工具。因此,层叠滤波器的研究具有重要的理论价值和实际意义。对于层叠滤波理论的研究,主要集中在优化算法和输出特性分析两方面。本文研究了层叠滤波器的基本理论,在基于MAE和MSE的最优层叠滤波器优化模型的基础上,研究了层叠滤波器优化算法及其在图像处理中的应用。本文的主要研究内容和取得的成果包括以下几个方面:较为系统地介绍了层叠滤波器的基本理论,介绍了层叠滤波器的阈值分解性和层叠特性的定义,了解了正布尔函数的生成方法。模拟退火算...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

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镜像层叠滤波器优化理论及算法研究

为了满足人们对信号处理更高的要求,非线性信号处理逐渐发展起来,作为非线性信号处理主要手段的非线性滤波器得到了广泛研究。层叠滤波器是一种具有层叠性和阈值分解性的非线性滤波器。根据阈值分解方式的不同,层叠滤波器分为传统阈值分解层叠滤波器(简称为传统层叠滤波器)和镜像阈值分解层叠滤波器(简称为镜像层叠滤波器)。与传统层叠滤波器相比,镜像层叠滤波器不仅具有低通特性,而且具有带通和高通特性。本文重点研究了镜像层叠滤波器的优化理论及算法,主要内容包括:首先,对层叠滤波理论进行了研究,包括:正布尔函数的定义、性质及生成算法,镜像层叠滤波器的定义及输出信号的快速重建,镜像层叠滤波器的优化模型,并对现有优化算法进行了简要介绍。其次,为了降低镜像层叠约束的计算量,引入一种二级小窗口级联递归滤波结构。级联窗口的滤波效果相对同样大小的单级窗口的效果得到了扩展:递归结构节省了运算空间,提高了滤波效果。本文通过实验仿真确定了最佳二级级联窗口的形状及尺寸。然...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

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层叠滤波器的优化理论及其算法的研究

层叠滤波器是一种具有层叠性和阈值分解性的滑动窗非线性数字滤波器,利于并行处理和VLSI实现,同时该滤波器在理论上概括了许多非线性滤波器。因此,对其研究具有重要的理论价值和实际意义。层叠滤波器滤波器设计的核心问题是层叠滤波器的优化,因此本文主要致力于层叠滤波器的优化算法研究,研究内容及成果如下:提出利用仿生智能算法基于MAE准则进行层叠滤波器的优化设计:(1)采用离散粒子群算法实现最优层叠滤波器,比采用遗传算法优化的层叠滤波器能较快速收敛和得到较好的优化效果;(2)在基本克隆选择算法的基础上,采用一种改进型克隆选择算法进行层叠滤波器的优化,进一步在优化速度和优化效果上改善了层叠滤波器的性能;(3)利用蚁群算法的快速收敛特性,保留其基本机制而对算子进行修改,并将其优化结果作为初值与改进型克隆选择算法相结合,大大提高了层叠滤波器的优化速度。利用全局优化算法,研究了基于pth-order误差准则的层叠滤波器的优化问题,分别仿真实现了基于...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

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基于镜像阈值分解的层叠滤波器的优化设计

层叠滤波器是一种具有层叠性和阈值分解性的滑动窗非线性数字滤波器,在传统阈值分解的基础上,又提出了基于镜像阈值分解的镜像阈值层叠滤波器。层叠滤波器的研究使人们可以从另一角度来重新认识许多传统的非线性滤波器。它的优点主要体现在两个方面:采用了阈值分解结构,利于并行处理和通过VLSI(Very Large Scale Integration)技术实现。在理论上概括了许多非线性滤波器,成为研究非线性滤波器的一种重要理论工具。正因为如此层叠滤波器已经成为非线性滤波领域中最具代表性和发展前景十分广阔的一类滤波器。对于传统的层叠滤波器的优化,已经有了很多的成果,一些优化算法的结果已经比较理想,而对于镜像阈值分解的层叠滤波器的优化还没有深入研究。本文的工作主要围绕基于镜像阈值分解的层叠滤波器的优化理论展开,对如何应用新兴的全局优化算法,采用不同优化准则和滤波结构优化层叠滤波器来处理图像中的噪声进行了研究,其主要内容如下:本文介绍了基于镜像阈值分...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>