高性能基4快速傅里叶变换处理器的设计 被引量：11

1

作者 段小东 顾立志 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第24期238-240,243,共4页

研究并设计高性能基4快速傅里叶变换(FFT)处理器。采用基4算法、流水线结构的蝶形运算单元,提高了处理速度,使芯片能在更高的时钟频率上工作。运用溢出检测状态机对每个蝶形运算单元输出的数据进行块浮点检查,确保对溢出情况进行正确判... 研究并设计高性能基4快速傅里叶变换(FFT)处理器。采用基4算法、流水线结构的蝶形运算单元,提高了处理速度,使芯片能在更高的时钟频率上工作。运用溢出检测状态机对每个蝶形运算单元输出的数据进行块浮点检查,确保对溢出情况进行正确判断。验证与性能评估结果表明,该FFT处理器具有较高性能。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换算法 基4算法 块浮点算法 蝶形运算单元

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频域抽取多维向量基快速傅里叶变换

2

作者 徐妮妮 于海艳 肖志涛 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第10期2777-2780,2818,共5页

给出了频域抽取(DIF)多维向量基快速傅里叶变换(FFT)算法。对多维频域信号的每一维,采用向量基2频域抽取法,导出了快速算法蝶形运算的一般形式。该FFT算法适合于维数为任意整数的情况,当维数为1时,算法退化为著名的频域抽取向量基2FFT... 给出了频域抽取(DIF)多维向量基快速傅里叶变换(FFT)算法。对多维频域信号的每一维,采用向量基2频域抽取法,导出了快速算法蝶形运算的一般形式。该FFT算法适合于维数为任意整数的情况,当维数为1时,算法退化为著名的频域抽取向量基2FFT算法。为了便于编程实现,以频域抽取3维向量基FFT算法为例,给出了快速算法实现流程,该流程易于向任意整数维推广。计算量比较结果显示,频域抽取多维向量基FFT算法比多维分离式FFT算法计算量低。 展开更多

关键词 多维离散傅里叶变换 频域抽取 多维向量基 快速傅里叶变换 多维分离式FFT算法

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基于分裂基FFT的L1辅助L2C双频GPS信号快速捕获 被引量：3

3

作者 曾庆喜 唐琳琳 +2 位作者 裴凌 黄玉划 徐亮 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1638-1643,共6页

室外无人搬运车(automatic guided vehicle,AGV)运输和未来的无人驾驶智能汽车等对全球定位系统(global positioning system,GPS)高精度定位精度要求较高,GPS L1/L2C双频信号可以校正电离层误差从而提高GPS单机的定位精度。但L2C民用中... 室外无人搬运车(automatic guided vehicle,AGV)运输和未来的无人驾驶智能汽车等对全球定位系统(global positioning system,GPS)高精度定位精度要求较高,GPS L1/L2C双频信号可以校正电离层误差从而提高GPS单机的定位精度。但L2C民用中码/民用长码(civil moderate/civil long code,CM/CL)的长度远大于L1粗捕获码(coarse/acquisition code,C/A),传统的捕获算法直接用于L2C信号会使捕获时间延长甚至导致捕获失效。对此,提出了利用捕获到的L1信号的多普勒频移和C/A码相位对L2CM码进行辅助捕获,然后利用CM码码相位对CL码进行辅助捕获的方法,减小了L2C信号捕获的二维搜索范围;同时在相关运算中利用分裂基快速傅里叶变换(split-radix fast Fourier transform,SFFT)代替传统的基2FFT进一步降低了计算量。仿真结果表明,所提算法在运算量明显降低的情况下可以实现对L1/L2C双频信号的精确捕获。 展开更多

关键词 L1/L2C双频GPS信号 快速捕获 分裂基快速傅里叶变换 辅助捕获

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分裂基算法的讨论

4

作者 何璞 张平 《现代电子技术》 2003年第18期31-33,共3页

介绍了分裂基 FFT的原理及其在 Matlab上的实现方法 ,并将基 2算法和分裂基算法进行了性能比较。

关键词 分裂基算法 FFT MATLAB 快速傅里叶变化 L型蝶形

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混合CORDIC在分裂基FFT中的应用 被引量：1

5

作者 万书芹 阮园 +2 位作者 于宗光 王国璋 李天阳 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第11期73-76,共4页

提出了一个基于CORDIC的分裂基FFT/IFFT处理器来计算2048/4096/8192点DFT。蝶形处理器的算术单元和旋转因子产生器采用CORDIC算法实现,所有的控制信号在片内产生。相比于存储旋转因子所需的ROM,CORDIC旋转因子所用ROM尺寸更小。与传统的... 提出了一个基于CORDIC的分裂基FFT/IFFT处理器来计算2048/4096/8192点DFT。蝶形处理器的算术单元和旋转因子产生器采用CORDIC算法实现,所有的控制信号在片内产生。相比于存储旋转因子所需的ROM,CORDIC旋转因子所用ROM尺寸更小。与传统的FFT实现相比功耗减少了25%。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换 分裂基 坐标旋转数字计算机

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使用特殊复数系统的基-6 FFT算法 被引量：1

6

作者 姜建国 王养利 邵旺田 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期195-197,共3页

使用非直角坐标系下特殊形式的复数系统 ,给出了一种基 6快速傅里叶变换算法 .其中 6点离散傅里叶变换不需要实数乘法 .最后 ,将其运算量与直角坐标系下的标准基 6、素因子基 6、标准基 3、Dubois等给出的新基 3算法和基 2、基

关键词 快速傅里叶变换 基-6算法 运算量 复数系统

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一种采用改良基-2^(6)算法的低复杂度高吞吐量FFT处理器设计

7

作者 于建 《电讯技术》 北大核心 2022年第5期671-677,共7页

面向无线个人局域网应用设计了一种高吞吐量、低复杂度的2048点快速傅里叶变换处理器。提出了新型改良基-2^(6)算法用于降低硬件实现复杂度,采用多路径负反馈架构来提高数据吞吐量。为了减少硬件成本,采取正则有符号数常数乘法器替代布... 面向无线个人局域网应用设计了一种高吞吐量、低复杂度的2048点快速傅里叶变换处理器。提出了新型改良基-2^(6)算法用于降低硬件实现复杂度,采用多路径负反馈架构来提高数据吞吐量。为了减少硬件成本,采取正则有符号数常数乘法器替代布斯乘法器完成除旋转因子W_(2048)外所有旋转因子的复数乘法运算。另外,采用了一种减少存储旋转因子W_(2048)系数只读存储器空间的方法,将其存储空间减少为原来的一半。基于QUARTUS PRIME平台的仿真结果显示,工作频率为320 MHz时,最高数据吞吐速率达到了2.6 Gsample/s,而且对比以往的研究方案至少可节约逻辑单元使用量23%,记忆体单元使用量12%。 展开更多

关键词 无线个局域网(WPAN) 快速傅里叶变换处理器 多路径延迟负反馈(MDF)架构 改良基-2^(6)算法

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基于压缩感知的无模糊宽带测向技术 被引量：1

8

作者 常虹 卢光跃 冯景瑜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期920-923,共4页

针对宽带侦察接收机提出了一种新的基于压缩感知(compressed sensing,CS)的无模糊测量来波方向方法,采用非均匀阵列的空域欠采样特性及空域谱的稀疏特性,构造无模糊宽带测向的CS模型,利用基追踪降噪算法估计无模糊的空域响应,实现了最... 针对宽带侦察接收机提出了一种新的基于压缩感知(compressed sensing,CS)的无模糊测量来波方向方法,采用非均匀阵列的空域欠采样特性及空域谱的稀疏特性,构造无模糊宽带测向的CS模型,利用基追踪降噪算法估计无模糊的空域响应,实现了最小阵元间距都无法满足空域Nyquist采样情况下的方向角无模糊估计,为了提高所提方法对噪声的鲁棒性及多信号处理能力,提出了快速傅里叶变换频域预处理和CS相结合的宽带测向方法,仿真结果验证了所提方法较直接CS方法具有更高的测向精度和更好的鲁棒性。 展开更多

关键词 宽带接收 欠采样 压缩感知 稀疏性 快速傅里叶变换-基追踪降噪算法 来波方向估计

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基-4FFT处理器的优化设计与应用 被引量：2

9

作者 高博 尹若童 +1 位作者 张乙海 宋紫祎 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第11期1491-1496,共6页

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)因其高效而广泛应用于信号处理系统。文章通过分析按时间抽取的基-4FFT算法,针对1024点设计了一款5级流水线型FFT处理器。在处理器结构中每级内采用蝶形运算单元的分时复用方法降低了硬件资... 快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)因其高效而广泛应用于信号处理系统。文章通过分析按时间抽取的基-4FFT算法,针对1024点设计了一款5级流水线型FFT处理器。在处理器结构中每级内采用蝶形运算单元的分时复用方法降低了硬件资源消耗;在5级连接结构设计中采用流水线技术提高算法处理速度。该处理器采用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)进行验证,结果表明,在50 MHz的条件下,11.9μs即可完成1024点运算,通过光电容积脉搏波检测应用验证了其正确性。 展开更多

关键词 坐标旋转数字计算(CORDIC)算法 基-4时域抽取快速傅里叶变换(FFT) 蝶形运算单元 流水线结构 分时复用

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快速小波变换计算中的一组公式

10

作者 汪继文 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 1998年第4期56-59,共4页

在Ｂｅｙｌｋｉｎ等人的小波快速算法的基础上，对一种较一般的小波，给出了相应的快速算法的计算公式。

关键词 小波变换 快速算法 傅里叶分析 正交小波基

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基于可变阶变分模型的医用低剂量CT图像去噪 被引量：8

11

作者 王娜 张权 +2 位作者 刘祎 贾丽娜 桂志国 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1757-1764,共8页

为了降低患者的辐射风险,低剂量CT(LDCT)广泛用于临床诊断,但辐射剂量的减少在重建的LDCT图像中引入了斑点噪声和条纹伪影。为了提高LDCT图像的质量,提出了一种基于可变阶变分模型的后处理技术。所提出的变分模型使用边缘指示器控制变... 为了降低患者的辐射风险,低剂量CT(LDCT)广泛用于临床诊断,但辐射剂量的减少在重建的LDCT图像中引入了斑点噪声和条纹伪影。为了提高LDCT图像的质量,提出了一种基于可变阶变分模型的后处理技术。所提出的变分模型使用边缘指示器控制变分阶数,根据图像的特征在一阶全变分(TV)正则项和二阶有界Hessian(BH)正则项之间交替变换。采用基于快速傅里叶变换(FFT)的分裂Bregman算法求解所提出的变分模型。该模型在保留高剂量CT (HDCT)图像相应结构的同时,有效抑制了斑点噪声和条纹伪影。重建的图像和实验数据表明,所提出的变分模型比现有的先进模型具有更好的质量。 展开更多

关键词 低剂量CT (LDCT) 图像降噪 边缘指示器 全变分(TV) 有界Hessian(BH) 快速傅里叶变换(FFT) 分裂Bregman算法

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一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法 被引量：11

12

作者 龚彤艳 张广婷 +1 位作者 贾海鹏 袁良 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2020年第1期31-39,共9页

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是最重要的基础算法之一,在科学计算、信号处理、图像处理等领域都有着广泛的应用。随着这些应用领域对实时性需求的进一步提高,FFT算法面临着越来越高的性能要求。在现有的FFT算法库中,FFT... 快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是最重要的基础算法之一,在科学计算、信号处理、图像处理等领域都有着广泛的应用。随着这些应用领域对实时性需求的进一步提高,FFT算法面临着越来越高的性能要求。在现有的FFT算法库中,FFT算法的求解速度和计算精度受到一定程度的限制,而且也少有研究者对偶数基Cooley-Tukey FFT的高性能实现提出相应的优化策略并对技术进行深入研究。基于此,文中提出了一套针对偶数基的Cooley-Tukey FFT的优化策略和方法。首先构建一个SIMD(Single Instruction Multiple Data)友好、支持混合基的蝶形网络,然后根据偶数基旋转因子特性最大限度地降低蝶形计算的复杂度,接着通过SIMD汇编优化、汇编指令重排及选择、寄存器分配策略制定、高性能矩阵转置算法等方法来优化应用,最后实现一个高性能的FFT算法库。目前,最流行、应用最广的FFT有FFTW和Intel MKL。实验结果表明,在X86计算平台上,新提出的这套针对偶数基Cooley-Tukey FFT的技术所实现的FFT算法库的性能全面优于MKL和FFTW。所提出的这套高性能算法优化和实现技术体系,可推广到除偶数基以外的其他基的实现和优化上,为进一步的研究开发工作奠定一定的基础,进而突破FFT算法在硬件平台上的性能瓶颈,实现一套针对特定平台的高性能FFT算法库。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换算法 偶数基 蝶形计算优化 蝶形网络优化 SIMD汇编优化 高性能FFT库

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基于FPGA的级联结构FFT处理器的优化设计 被引量：2

13

作者 张竺君 钱建平 《现代电子技术》 2009年第22期141-143,共3页

为了减少级联结构FFT处理器对缓冲存储器需求量,提出一种基于FPGA用基-16和基-2、基-4、基-8组合的混合基算法实现FFT处理器的设计方案。在1 024点FFT处理器的实现过程中,用优化的基-4蝶形运算核搭建了级联结构的基-16蝶形运算核,并将... 为了减少级联结构FFT处理器对缓冲存储器需求量,提出一种基于FPGA用基-16和基-2、基-4、基-8组合的混合基算法实现FFT处理器的设计方案。在1 024点FFT处理器的实现过程中,用优化的基-4蝶形运算核搭建了级联结构的基-16蝶形运算核,并将对同一个地址进行读和写的双端口RAM和乒乓结构的单端口RAM结合使用,从而在不增加逻辑单元使用和保证运算速度的情况下,大大减少了存储单元的使用量。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换 FPGA 基-16算法 混合基算法 级联结构

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图像处理中全变差正则化数据拟合问题算法回顾 被引量：5

14

作者 杨俊锋 《运筹学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期69-83,共15页

全变差正则化数据拟合问题产生于许多图像处理任务,如图像去噪、去模糊、图像修复、磁共振成像、压缩图像感知等.近年来,求解此类问题的快速高效算法发展很快.以最小二乘、最小一乘等为例简要回顾求解此类问题的主要算法,并讨论一个全... 全变差正则化数据拟合问题产生于许多图像处理任务,如图像去噪、去模糊、图像修复、磁共振成像、压缩图像感知等.近年来,求解此类问题的快速高效算法发展很快.以最小二乘、最小一乘等为例简要回顾求解此类问题的主要算法,并讨论一个全变差正则化非凸数据拟合模型在脉冲噪声图像去模糊问题中的应用. 展开更多

关键词 全变差 最小二乘 最小一乘、图像处理 收缩算子 快速傅里叶变换 梯度下降 阈值算法 分裂罚算法 交替方向乘子法

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基于暗原色先验与变分正则化的图像去雾研究 被引量：6

15

作者 赵慧 魏伟波 +1 位作者 潘振宽 纪连顺 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期214-220,共7页

现有雾天图像处理方法能够实现较好的去雾效果,但会丢失部分细节并产生噪声放大的问题。将暗原色先验与基于TV、BH规则项的变分模型相结合,提出一种新的变分去雾模型H-TVBH。根据暗原色先验原理估计图像的初始透射率,采用四叉树分解估... 现有雾天图像处理方法能够实现较好的去雾效果,但会丢失部分细节并产生噪声放大的问题。将暗原色先验与基于TV、BH规则项的变分模型相结合,提出一种新的变分去雾模型H-TVBH。根据暗原色先验原理估计图像的初始透射率,采用四叉树分解估计大气光值,将初始透射率和大气光值输入H-TVBH模型中,采用分裂Bregman算法和快速傅立叶变换并引入辅助变量和Bregman迭代参数,通过交替迭代求得优化后的透射率和去雾图像。实验结果表明,H-TVBH在增强图像对比度的同时能够有效抑制图像中的噪声,保留图像的纹理细节,使去雾图像更加清晰自然。 展开更多

关键词 图像去雾 暗原色先验 变分模型 分裂Bregman算法 快速傅里叶变换

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数据采集系统中信号滤波分析方法的优化 被引量：2

16

作者 刘培林 张晟 李锋 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第11期4051-4056,共6页

针对数据采集在信号滤波分析方面存在的问题,在数据采集信号滤波分析的基础上,结合连续离散傅里叶变换(DFT)的递归过程和实时分裂基FFT算法原理,提出了一个基于DFT递归过程的信号滤波分析方法。该滤波分析方法中蝶形运算单元的模块特性... 针对数据采集在信号滤波分析方面存在的问题,在数据采集信号滤波分析的基础上,结合连续离散傅里叶变换(DFT)的递归过程和实时分裂基FFT算法原理,提出了一个基于DFT递归过程的信号滤波分析方法。该滤波分析方法中蝶形运算单元的模块特性对实时分裂基FFT算法进行优化,将优化后的方法应用到某柴油机数字化实验系统中,实验结果表明,优化后的方法解决了信号滤波分析中缺少实时性的问题,降低了滤波分析的计算复杂度,提高了数据采集信号滤波分析的效率。 展开更多

关键词 数据采集 信号滤波分析 离散傅里叶递归过程 实时分裂基快速傅里叶算法 蝶形运算单元

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永磁同步直线伺服系统的纹波推力补偿 被引量：2

17

作者 卢少武 唐小琦 +1 位作者 周凤星 解传宁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期106-110,共5页

针对纹波推力对永磁同步直线伺服系统的影响,提出了一种纹波推力补偿策略:基于纹波推力自适应补偿的永磁同步直线伺服系统位置控制。在这种控制策略中,首先采用快速傅里叶变换分析推力电流来离线提取纹波推力的特征频率,有利于纹波推力... 针对纹波推力对永磁同步直线伺服系统的影响,提出了一种纹波推力补偿策略:基于纹波推力自适应补偿的永磁同步直线伺服系统位置控制。在这种控制策略中,首先采用快速傅里叶变换分析推力电流来离线提取纹波推力的特征频率,有利于纹波推力数学模型的简化,再通过递推最小二乘算法在线辨识纹波推力的模型参数,结合纹波推力的特征频率和模型参数,动态地实现了纹波推力的精确估计,最后将纹波推力估计模型直接作用于永磁同步直线伺服系统,对推力电流进行前馈补偿控制,从而实时抑制纹波推力。实验结果表明,采用所提的补偿策略,最大位置跟踪波动误差从补偿前的50μm左右下降到补偿后的不足20μm,位置控制性能得到明显改善,对高性能永磁同步直线伺服系统的抗扰动策略研究具有重要的理论和现实意义。 展开更多

关键词 永磁同步直线伺服系统 纹波推力 快速傅里叶变换 递推最小二乘算法 实时补偿

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OFDM系统中IFFT/FFT处理器的设计与实现 被引量：2

18

作者 刘洪涛 杨红官 胡赞民 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第1期60-63,共4页

提出了Radix-4 FFT的优化算法,采用该优化算法设计了64点流水线IFFT/FFT处理器,该处理器可以在64个时钟周期内仅采用3个复数乘法器获得64点处理结果,提高了运算速度,节约了硬件资源。通过Xilinx XC2S300E Spartan2E系列的xc2s300e器件... 提出了Radix-4 FFT的优化算法,采用该优化算法设计了64点流水线IFFT/FFT处理器,该处理器可以在64个时钟周期内仅采用3个复数乘法器获得64点处理结果,提高了运算速度,节约了硬件资源。通过Xilinx XC2S300E Spartan2E系列的xc2s300e器件进行下载验证,仿真结果与MATLAB计算结果误差小于0.5%,该处理器已经成功应用于某OFDM通信系统中。 展开更多

关键词 正交频分复用(OFDM) 反快速傅里叶变换/快速傅里叶变换(IFFT/FFT) 基4算法 现场可编程门阵列(FPGA)

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