基于频率抽样法二维非递归滤波器设计及其简单应

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1、一、开展本课题的意义及工作内容:数字滤波器被广泛应用于语音、图像、无线电等领域,具有广阔的发展空间,特别是在图像处理中的应用非常广泛。随着数字信号处理系统的大量运用及数字信号处理技术的不断发展,人们对数字滤波器的要求也越来越多样化。本设计主要根据FIR滤波器性能要求,运用最小二乘法设计一个一维优化的FIR滤波器,然后通过一定的映射关系将一维滤波器转换成二维数字滤波器,实现对数字图像的滤波,并分析滤波器性能。二、课题工作的总体安排及进度:总体安排:2007-2008学年第一学期19-21周确定毕业设计课题;20

2、07~2008学年第二学期1-7周在教师指导下进行做毕业论文(设计),第8周,交毕业设计(论文)成果,院组织专门人员根据规范要求对毕业设计(论文)进行形式审查。第9周,指导教师评定本科毕业生的毕业论文(设计),毕业论文交叉评阅,学生答辩资格审定及组织学生答辩。进度:2007-2008学年第一学期19-21周确定毕业设计课题,在寒假期间及2007-2008学年第二学期1-2周准备好毕业设计的相关文献资料。3-7周进行毕业设计及论文的编写。其中在第6周基本完成预期工作,论文初稿及仿真程序提交审批。04月22日对照

3、审批意见对初稿进行修改并在24好最终定稿。三、课题预期达到的效果:设计基本达到预期的成果,成功设计了一个一维优化的FIR滤波器,然后通过一定的映射关系将一维滤波器转换成二维数字滤波器,实现对数字图像的滤波。基于频率抽样法二维非递归滤波器设计及其简单应用摘要随着数字信号处理系统的大量运用及数字信号处理技术的不断发展,人们对数字滤波器的要求也越来越多样化。数字滤波器在数字信号处理的各种应用中发挥着十分重要的作用,它是通过对采样数据信号进行数学运算处理来达到频域滤波的目的。数字滤波器是提取有用信息非常重要、非常灵活

4、的方法,是现代信号处理的重要内容,它被广泛应用于语音、图像、无线电、医疗器件等领域,具有广阔的发展空间,特别是在医疗图像处理中的应用非常广泛。22本设计利用最小二乘优化算法设计一个一维FIR数字滤波器,再根据频率抽样法设计二维FIR滤波器,并在Matlab中进行仿真。利用所设计出的滤波器对一幅X光儿童手腕骨医学图像滤波,为X光图像的后续处理作准备。1前言1.1课题研究目的和意义11.2二维数字滤波器的研究现状………………………………………………………….11.3本课题研究的内容22FIR滤波器设计技术及波波特

5、性32.1传统FIR滤波器设计方法32.2改进的频率抽样法43基于频率抽样法二维FIR滤波器的设计及图像滤波实现93.1设计一维FIR滤波器93.2最小二乘优化设计103.3基于频率抽样法二维FIR滤波器的程序实现123.4基于频率抽样法图像滤波的实现143.5结果及展望………………………………………………………………………….163.5.1设计结果及所取得成绩163.5.2研究展望16参考文献17致谢18附录A程序代码………………………………………………………………...191前言1.1课题研究的目的和意义

6、根据结构的不同,数字滤波器分为无限冲击响应(IIR)数字滤波器和有限冲击响应(FIR)数字滤波器。其中,由于FIR数字滤波器总是稳定的,而且可以做到严格的线性相位,故而人们对它的设计问题进行了大量而深入的研究。[1]FIR数字滤波器的设计指标通常有最小二乘指标、Chebyshev指标、Lp指标及混合指标等。因为最小二乘指标设计简单,Chebyshev指标物理意义明确,所以此两种指标最为常用。2270年代McClellan和Parks设计出基于Remez算法的计算机程序—McClellan-Parks(MP)程

7、序—能高效的解决线性相位FIR数字滤波器数字滤波器的Chebyshev设计问题,这也使得Chebyshev误差指标在FIR滤波器的设计中被广泛的采用。[2]数字滤波器被广泛应用于语音、图像、无线电等领域,具有广阔的发展空间,特别是在图像处理中的应用非常广泛。随着数字信号处理系统的大量运用及数字信号处理技术的不断发展,人们对数字滤波器的要求也越来越多样化。比如在通讯系统中要求尽量减小阻带能量,在图像处理中要求保持信号的直流分量不变,在许多场合下都要求去掉50Hz的电源干扰信号,而为达到这些目的就需要在滤波器的设

8、计中加入各种约束。1.2二维数字滤波器的研究现状滤波器的种类很多,分类方法也不同,如可以从功能上分,也可以从实现方法上分,或从设计方法上来分等等。经典滤波器是假定输入信号x(n)中的有效信号和噪声(或干扰)信号成分各在不同的频带,当x(n)通过一个线性滤波系统后,可以将噪声信号成分有效地去除。可是,如果有效信号和噪声信号的频率带相互重叠,那么经典的滤波器将无能为力。现在的地质雷达信号处理中的滤波器主

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