基于LCSS算法的新型非均勻采樣濾波系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2020-06-21 09:36
【摘要】:在濾波器設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域中,研究人員為了提升濾波器的濾波性能、降低運(yùn)算復(fù)雜度提出了各種各樣的構(gòu)想。為了從根本上提升運(yùn)算復(fù)雜度,數(shù)字濾波系統(tǒng)的采樣方法被越來越廣泛的關(guān)注;谙戕r(nóng)采樣定理的均勻采樣方法當(dāng)前被廣泛采用,但是均勻采樣方法并非在是任何情況下最優(yōu)的采樣方法。例如,使用均勻采樣處理一些只在某些時(shí)間段內(nèi)發(fā)生變化的信號(hào)(比如心電信號(hào),聲音信號(hào)等)會(huì)產(chǎn)生大量冗余的信號(hào)采樣點(diǎn),這些采樣點(diǎn)會(huì)使得后續(xù)運(yùn)算的乘法數(shù)目大大增加。理論研究已經(jīng)證明,在某些特定情況下,非均勻?yàn)V波是有益的,特別是在抑制混淆、減小冗余等方面。本論文研究非均勻采樣濾波器系統(tǒng),改變現(xiàn)有的非均勻采樣信號(hào)存在的算法復(fù)雜、處理難度大等現(xiàn)狀。LCSS水平交叉采樣方法是非均勻采樣方案的一種,這個(gè)方法利用了信號(hào)自身的變化特點(diǎn),有效的減少了在信號(hào)不攜帶信息部分中采樣點(diǎn)的數(shù)量,進(jìn)而使后續(xù)處理信號(hào)的運(yùn)算復(fù)雜度降低。在LCSS水平交叉采樣這一方法的研究大軍中,很多人提出了自己的構(gòu)想和改進(jìn)方法。有些人將LCSS水平交叉采樣的采樣原理直接進(jìn)行改良,比如CLS方法,也有一部分人將算法增加了加窗設(shè)計(jì),優(yōu)化活躍信號(hào)的活躍區(qū)域采樣方法。但是前期的研究方法中,幾乎所有的非均勻采樣方法在采樣之后都要對(duì)信號(hào)進(jìn)行均勻的重構(gòu);谇叭说摹靶盘(hào)非均勻采樣之后的處理其實(shí)并不需要均勻重構(gòu)”的思路,本文提出改進(jìn)方法,主要工作如下:1.提出了一種基于線下過采樣濾波器的采樣、濾波與識(shí)別系統(tǒng)。該方法在LCSS非均勻采樣之后,使用過采樣這種特殊的方法解決了信號(hào)采樣點(diǎn)和濾波器響應(yīng)難以對(duì)齊的問題,不需要再做均勻重構(gòu),可以極大的提升濾波效率,減小運(yùn)算復(fù)雜度。并且在濾波器響應(yīng)公式的運(yùn)算原理上加以改進(jìn),大大減少了系統(tǒng)的運(yùn)算量和乘法器的使用數(shù)量,以降低系統(tǒng)處理信號(hào)過程中的能耗。2.由于LCSS采樣方法所使用的水平采樣線數(shù)量和密度是基于信號(hào)的最大頻率和幅值決定的,因此我們提出新的構(gòu)想,在時(shí)域?qū)π盘?hào)進(jìn)行ASA動(dòng)態(tài)加窗,再根據(jù)每個(gè)窗的最大窗頻率選取不同的LCSS參數(shù)(采樣線總數(shù),采樣線密度等等),最終得到新的改進(jìn)型動(dòng)態(tài)LCSS濾波系統(tǒng),這個(gè)改進(jìn)的系統(tǒng)采樣過程更加靈活,采樣點(diǎn)數(shù)減少,可以進(jìn)一步減小系統(tǒng)在信號(hào)處理過程的采樣點(diǎn)數(shù)量,降低運(yùn)算復(fù)雜度。3.針對(duì)以上設(shè)計(jì),使用特征點(diǎn)鮮明的心電信號(hào)和語音信號(hào)來進(jìn)行效果檢測(cè),首先對(duì)輸入原始信號(hào)進(jìn)行去噪等預(yù)處理,然后通過信號(hào)經(jīng)過系統(tǒng)之后的還原度以及信號(hào)特征點(diǎn)的失真程度來確保系統(tǒng)在減少運(yùn)算復(fù)雜度的基礎(chǔ)上沒有丟失重要的數(shù)據(jù)信息。
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:TN713
【圖文】:
件驅(qū)動(dòng)而不是由時(shí)間驅(qū)動(dòng)的。下面詳細(xì)地描述一下LCSS非均勻采樣方法的原理。逡逑信號(hào)的整個(gè)動(dòng)態(tài)區(qū)間被若干個(gè)水平采樣線分成均勻間隔的區(qū)間。當(dāng)信號(hào)穿逡逑過這些水平采樣線中的一個(gè)時(shí),AADC將會(huì)采得一個(gè)樣本點(diǎn)。就如圖2-2所示。逡逑t邋x(t)逡逑;邋;;邐逡逑n逡逑e$i邐■■f鰣巍鰣義希殄危殄危椋椋殄危殄危殄義?逦a逦iia逦a逦i辶x稀澹裕椋恚澹
本文編號(hào):2723878
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:TN713
【圖文】:
件驅(qū)動(dòng)而不是由時(shí)間驅(qū)動(dòng)的。下面詳細(xì)地描述一下LCSS非均勻采樣方法的原理。逡逑信號(hào)的整個(gè)動(dòng)態(tài)區(qū)間被若干個(gè)水平采樣線分成均勻間隔的區(qū)間。當(dāng)信號(hào)穿逡逑過這些水平采樣線中的一個(gè)時(shí),AADC將會(huì)采得一個(gè)樣本點(diǎn)。就如圖2-2所示。逡逑t邋x(t)逡逑;邋;;邐逡逑n逡逑e$i邐■■f鰣巍鰣義希殄危殄危椋椋殄危殄危殄義?逦a逦iia逦a逦i辶x稀澹裕椋恚澹
本文編號(hào):2723878
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