基于改进粒子群算法的数字滤波器设计及应用

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1、分类号：TN713.7单位代码：10183研究生学号：2012522044密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于改进粒子群算法的数字滤波器设计及应用StudyonDesignandApplicationoftheDigitalFilterBasedonImprovedParticleSwarmOptimization作者姓名：仲帅专业：通信与信息系统研究方向：无线通信指导教师：张丽翠副教授培养单位：通信工程学院2016年12月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论艾书面版本，巧不得对本论文的全部或部分、电子版本的任何单位和个人、修改内容进行任何形

2、式的复制、发行、出租、改编等有碍作者）。否则著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重芦明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导Ｋ，独立进行研究。除文中己经注明引巧的内容外，本论文不；Ｋ作所取得的成果包介任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做山重要贞献的个人和集体。本人完全意识到，均ｄ在文中臥明确方式标明本声明的法律结果由本人承担。＾＞、韦：瓜学位论文作者签名）、ｉ１：ｎＵ期；年））—————————————————————基

3、于改进粒子群算法的数字滤波器设计及应用—————————————————————StudyonDesignandApplicationoftheDigitalFilterBasedonImprovedParticleSwarmOptimization作者姓名：仲帅专业名称：通信与信息系统指导教师：张丽翠副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年12月3日摘要基于改进粒子群算法的数字滤波器设计及应用数字滤波器是数字信号系统的基本功能单元，其应用非常广泛，如在通信、雷达等方面，因此，对其进行优化设计是该领域的重要研究课题。以往的数字滤波器优化方法实现过程简单，但是系统的

4、精度不高，随着科学技术的迅速更新换代，这种精度不高的滤波器已经无法满足实际需求，随之而来的是以智能算法为基础的数字滤波器优化技术的出现。智能算法是人类模拟自然规律从大自然中总结出的智慧结晶，对于复杂工程问题非常有效。常见的智能算法有模拟退火算法、遗传算法和神经网络算法等，这些算法在处理数字滤波器的优化设计问题中都各有弊益，本文提出的是一种改进的粒子群算法，用以实现对数字滤波器系数的优化。全文的主要工作内容如下：(1)对数字滤波器以及粒子群算法进行分析研究，综述了粒子群算法在数字滤波器设计中的应用意义。(2)本文提出了一种改进的粒子群算法——混沌粒子群算法，即混沌算法与

5、粒子群算法的结合，由于粒子群算法本身存在局部寻优能力差，易陷入早熟等缺点，而混沌算法自身具有的特性恰好可以解决这些问题，因此将混沌粒子群算法应用于数字滤波器的优化设计中。具体做法是先初始化产生混沌粒子，再将混沌变量从混沌空间映射到解空间，通过选定的Logistic混沌模型，利用测试函数对算法进行了理论测试，结果表明该改进算法的有效性。(3)利用改进的粒子群算法对数字滤波器的参数进行了优化，完成了数字滤波器的设计。(4)为进一步验证改进粒子群算法优化设计的数字滤波器的滤波效果，本文还将其应用到语音信号处理和图像处理中，处理效果较好。(5)为了便于操作，利用MATLAB编

6、程语言实现了基于改进粒子群算法的数字滤波器设计及应用的GUI界面。关键词：数字滤波器，粒子群算法，语音信号处理，混沌理论，图像处理，参数优化AbstractStudyonDesignandApplicationoftheDigitalFilterBasedonImprovedParticleSwarmOptimizationDigitalfilteristhebasicfunctionalunitofthedigitalsignalsystem.Itiswidelyusedincommunication,radar,etc.So,optimizeanddesignth

7、edigitalfilterisanimportantresearchtopicinthefield.Thepastdigitalfilteroptimizationmethodissimpleintheimplementationprocess,buttheprecisionofthesystemisnothigh.Withtherapidupgradingofscienceandtechnology,thelowaccuracyfiltercan’tmeettheactualdemands,digitalfilteroptimizationtec