自适应滤波器的设计与matlab的实现 (2)

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1、本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：自适应滤波器的设计与matlab的实现学院：＿＿＿＿＿＿＿＿专业：＿＿＿＿＿＿＿＿班级：＿＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿年月日自适应滤波器的设计与matlab的实现摘要本文从随机噪声的特性出发，分析了传统滤波和自适应滤波基本工作原理和性能，以及滤波技术的现状和发展前景。然后系统阐述了基本维纳滤波原理和自适应滤波器的基本结构模型，接着在此基础上结合最陡下降法引出LMS算法。在MSE准则下，设计了一个定长的自适应最小均方横向滤波

2、器，并通过MATLAB编程实现。接着用图像复原来验证该滤波器的性能，结果表明图像的质量在MSE准则下得到了明显的改善。最后分析比较了自适应LMS滤波和频域维纳递归滤波之间的性能。本文还对MATLAB里面的自适应维纳滤波函数wiener2进行了简单分析。关键字：退化图像维纳滤波自适应滤波最陡下降法LMSAbstractThispaperanalysesthebasicworktheory,performanceoftraditionalfilterandadaptivefilterbasedonthepropertyof

3、randomnoise,andintroducethestatusquoandtheforegroundoffiltertechnology.Thenweexplainbasictheoryofwienerfilterandbasicstructuremodelofadaptivefilter,andcombinethemethodofsteepestdescenttodeducetheLMS.AfterwardaccordingtotheMSErule,wedesignalimitedlengthtransversa

4、lfilter,andimplementbyMATLAB.AndthenwevalidateperformanceofadaptiveLMSfilterbyrestoringimages,TestresultshowthatthequalityofthedegradeimageswereimprovedundertheruleofMSE.Finally,wecomparetheperformanceofadaptiveLMSfilteranditerativewienerfilter.Wealsosimplyanaly

5、sesthewiener2()whichisaadaptivefilterinMATLAB.Keywords:degradeimage；wienerfilter；adaptivefilter；ADF；LMSalgorithm1.1研究背景11.2研究目标及现状11.2.1图像复原技术的目标11.2.2图像复原技术的研究现状12.理论基础32.1基本自适应滤波器的模块结构32.2基本维纳滤波原理43自适应滤波原理及算法73.1横向滤波结构的最陡下降算法73.1.1最陡下降算法的原理73.1.2最陡下降算法稳定性103.2

6、LMS滤波原理及算法123.2.1从最陡下降法导出LMS算法123.2.2基本LMS算法的实现步骤123.2.3基本LMS算法的实现流程图133.2.4LMS算法的Matlab实现wiener2（）的原理133.2.5wiener2（）的原理143.2.6LMS性能分析——自适应收敛性154Matlab实验结果164.1LMS滤波器的收敛性164.2LMS滤波器和频域迭代维纳滤波器的性能比较185总结19致谢21参考文献22附录A23附录B24附录C311绪论1.1研究背景人类传递信息的主要媒介是语言和图像。据统计，在

7、人类接受的信息中，听觉信息占20％，视觉信息占60％，其它如味觉、触觉、嗅觉总的加起来不过占20％，所以图像信息是十分重要的信息[1]。然而，在图像的获取和图像信号的传输过程中，图像信号中不可避免的混入各种各样的随机噪声，造成图像失真（图像退化）。造成人类所获取的信息和实际是有偏差的，成为人类从外界获取准确信息的障碍。因此，对图像信号中的随机噪声的抑制处理是图像处理中非常重要的一项工作。在图像的获取和传输过程中所混入的噪声，主要来源于通信系统中的各种各样的噪声，根据通信原理及统计方面的知识，可以知道在通信系统中所遇到的

8、信号和噪声，大多数均可视为平稳的随机过程[15]。又有“高斯过程又称正态随机过程，它是一种普遍存在和重要的随机过程，在通信信道中的噪声，通常是一种高斯过程，故又称高斯噪声。因此，在大多数的情况下，我们可以把造成图像失真的噪声可视为广义平稳高斯过程。本文针对图像信号中混入的随机噪声，在怎样把现有的滤波算法应用到实际的图像复原中去的问