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基于FPGA彩色图像自适应巴特沃斯滤波器及其应用
1
作者 韩玉鑫 王晓凯 《微电子学与计算机》 2024年第1期83-92,共10页
传统巴特沃斯滤波器无法对不同图像自适应调整截止频率。针对此问题,提出频率自适应二维巴特沃斯滤波器,通过高频能量在图像总能量中所占比值,自适应地调整截止频率。所采用色彩空间为色相饱和度(Hue Saturation Intensity,HSI),数据格... 传统巴特沃斯滤波器无法对不同图像自适应调整截止频率。针对此问题,提出频率自适应二维巴特沃斯滤波器,通过高频能量在图像总能量中所占比值,自适应地调整截止频率。所采用色彩空间为色相饱和度(Hue Saturation Intensity,HSI),数据格式由浮点数取代定点数,实现高速、高精度的2D-快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和2D-快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)。深度考虑Xilinx 7系列现场可编辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件底层结构,在xc7a100tfgg484-3芯片上实现该滤波器,并在此基础上实现图像细节增强,增强后图像色彩无明显失真,图像细节更为丰富。经硬件仿真测试,分辨率为512×512的图像完成一次2D-FFT所需时间为6548.892μs,与软件计算频谱结构相似度高达99.9998%。整个设计在资源、功耗和性能之间进行了权衡。 展开更多
关键词 自适应巴特沃斯滤波器 2D-FFT FPGA 图像增强
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基于巴特沃斯滤波器的特殊人群防睡眠窒息提醒装置设计
2
作者 冯恒莉 《数字通信世界》 2024年第4期64-66,共3页
有一种特殊人群,他们在晚上处于睡眠状态时,易出现睡眠窒息现象。一旦出现睡眠窒息,将会对人体生命构成威胁。针对此问题,文章设计了一种可在睡眠窒息初期发出声、光、振动报警提示信号的系统。通过及时报警,系统能够唤醒睡眠人员,解决... 有一种特殊人群,他们在晚上处于睡眠状态时,易出现睡眠窒息现象。一旦出现睡眠窒息,将会对人体生命构成威胁。针对此问题,文章设计了一种可在睡眠窒息初期发出声、光、振动报警提示信号的系统。通过及时报警,系统能够唤醒睡眠人员,解决特殊人群面临的健康安全隐患。 展开更多
关键词 巴特沃斯滤波器 声波传感器 单片机
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基于巴特沃斯低通滤波器的毫米波宽带低插损限幅器研究 被引量:16
3
作者 姚常飞 周明 +2 位作者 罗运生 吴刚 许从海 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1809-1814,共6页
基于巴特沃斯(最大平坦型)低通滤波器模型,研究了毫米波限幅器在小信号时的等效电路.结合限幅电路电磁场仿真模型,分析限幅二极管物理模型的寄生参数和键合金丝电感,提取相应的S参数,以设计限幅器的阻抗匹配网络,研制出了Ka波... 基于巴特沃斯(最大平坦型)低通滤波器模型,研究了毫米波限幅器在小信号时的等效电路.结合限幅电路电磁场仿真模型,分析限幅二极管物理模型的寄生参数和键合金丝电感,提取相应的S参数,以设计限幅器的阻抗匹配网络,研制出了Ka波段全频段低插损限幅器.在26~40GHz,测得限幅器小信号插损小于4.3dB,最小插损2.2dB,驻波比小于1.95:1;当输入的连续波功率为0.5W时,限幅输出功率小于10.5dBm;整个限幅器尺寸为20×12×6mm3,限幅器性能达到国外同类产品水平. 展开更多
关键词 毫米波 等效电路模型 巴特沃斯低通滤波器 限幅器
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巴特沃斯数字陷波滤波器的设计 被引量:10
4
作者 张维玺 《现代电子技术》 2008年第18期129-131,共3页
随着数字技术的发展,数字滤波器在许多领域得到广泛的应用。研究一种在Matlab语言环境下设计IIR数字陷波滤波器的方法,在数字陷波滤波器设计过程中,先进行模拟低通滤波器的设计,然后进行模拟低通/模拟带阻滤波器转换,最后采用双线性变... 随着数字技术的发展,数字滤波器在许多领域得到广泛的应用。研究一种在Matlab语言环境下设计IIR数字陷波滤波器的方法,在数字陷波滤波器设计过程中,先进行模拟低通滤波器的设计,然后进行模拟低通/模拟带阻滤波器转换,最后采用双线性变化法将模拟陷波滤波器转化成数字陷波滤波器。提出一种用所有零点和极点来表达数字陷波器传递函数的方法,同时给出以巴特沃斯模拟低通为原型设计数字陷波滤波器的程序。 展开更多
关键词 无限冲激响应 巴特沃斯滤波器 数字陷渡滤波器 MATLAB 双线性变换
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基于MATLAB设计巴特沃斯低通滤波器 被引量:69
5
作者 李钟慎 《信息技术》 2003年第3期49-50,52,共3页
首先分析了巴特沃斯低通滤波器的特性 ,然后用MATLAB的信号处理工具箱提供的函数设计了巴特沃斯低通滤波器 ,使得巴特沃斯滤波器的设计变得更加简单、快捷、直观。
关键词 巴特沃斯低通滤波器 MATLAB 特性 设计
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基于MATLAB的低通巴特沃斯滤波器仿真 被引量:4
6
作者 刘凌云 赵鹏宇 弓美桃 《数字技术与应用》 2013年第2期124-124,共1页
本文介绍了低通巴特沃斯滤波器的原理,分析了低通巴特沃斯滤波器的特性,然后用MATLAB对低通巴特沃斯滤波器进行了仿真。
关键词 低通巴特沃斯滤波器 MATLAB 仿真
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基于巴特沃斯逼近的二维IIR数字滤波器的设计 被引量:1
7
作者 朱卫平 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期98-105,共8页
本文给出了一种基于巴特沃斯逼近的二维IIR数字滤波器的设计方法,得到了由基本的全通节级联、并联实现的各种二维滤波器函数,包括,镜象对称互补滤波器、扇形滤波器和具有任意矩形通、阻带的滤波器。结果表明,这种实现结构具有通... 本文给出了一种基于巴特沃斯逼近的二维IIR数字滤波器的设计方法,得到了由基本的全通节级联、并联实现的各种二维滤波器函数,包括,镜象对称互补滤波器、扇形滤波器和具有任意矩形通、阻带的滤波器。结果表明,这种实现结构具有通带灵敏度低、滤波器系数少的优点,并且由于巴特沃斯逼近的最大平坦性,得到的滤波器具有良好的相位特性。 展开更多
关键词 数字滤波器 巴特沃斯逼近 IIR滤波器 设计
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基于Matlab的巴特沃斯滤波器设计 被引量:49
8
作者 王大伟 贾荣丛 王划一 《现代电子技术》 2012年第21期71-72,75,共3页
为了得到较纯净的真实信号,对巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性、设计方法及设计步骤进行了研究,利用Matlab程序,设计了巴特沃斯模拟滤波器,给出了Matlab设计程序,并分析了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性。利用Matlab程序绘制了巴特沃斯模... 为了得到较纯净的真实信号,对巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性、设计方法及设计步骤进行了研究,利用Matlab程序,设计了巴特沃斯模拟滤波器,给出了Matlab设计程序,并分析了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性。利用Matlab程序绘制了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性曲线,并利用Matlab实现了模拟滤波器原型到模拟低通、高通、带通、带阻滤波器的转换。由模拟滤波器原型设计模拟高通滤波器的实例说明了滤波器频率转换效果。 展开更多
关键词 模拟滤波器 巴特沃斯滤波器 MATLAB 幅频特性
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基于巴特沃斯滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法研究 被引量:12
9
作者 李妍 高闽光 +4 位作者 童晶晶 李胜 李相贤 韩昕 刘建国 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期780-787,共8页
针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题,提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导,随后结合光谱仪参数并经电路软件Multisim仿真确... 针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题,提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导,随后结合光谱仪参数并经电路软件Multisim仿真确定电路元件的具体值,并通过实验进一步优化直至满足设计要求指标,最后将设计的带通滤波器用于光谱仪中,对比分析了增加滤波板前后测量得到的仪器信噪比。实验结果表明:基于巴特沃斯滤波器的红外光谱处理方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段得到的仪器信噪比分别为未加滤波器由传统处理方法得到的仪器信噪比的1.83倍和1.96倍。表明新处理方法有效提高了仪器信噪比,改善了仪器的性能指标。 展开更多
关键词 光谱学 傅里叶变换红外光谱 巴特沃斯带通滤波器 幅频特性 信噪比
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基于开关电容技术的巴特沃斯滤波器设计及PSpice仿真研究 被引量:2
10
作者 熊健 王福明 《现代电子技术》 2007年第23期174-175,179,共3页
应用开关电容技术对四阶巴特沃斯滤波电路进行变换和简化,设计了一个集成式巴特沃斯滤波电路。该设计运用LF411运算放大器及开关电容时域宏模型,开关电容的时钟频率可调,可以构成多阶多截止频率的滤波器。PSpice仿真说明,其结果与理论... 应用开关电容技术对四阶巴特沃斯滤波电路进行变换和简化,设计了一个集成式巴特沃斯滤波电路。该设计运用LF411运算放大器及开关电容时域宏模型,开关电容的时钟频率可调,可以构成多阶多截止频率的滤波器。PSpice仿真说明,其结果与理论计算值基本一致,可为以后的设计研究提供充分的依据。 展开更多
关键词 巴特沃斯滤波器 开关电容 时钟频率 宏模型 PSPICE
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基于巴特沃斯响应的语音滤波器设计 被引量:2
11
作者 赵翔 付宗国 张广前 《大学物理实验》 2017年第3期23-26,共4页
主要是输出300 Hz-3 KHz范围类的信号频率,并将输出信号放大10倍,用Multisim观察检测结果。
关键词 语音滤波器 巴特沃斯响应 MULTISIM
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基于巴特沃斯滤波器的近场声全息滤波方法 被引量:1
12
作者 卢锦芳 楼京俊 +1 位作者 刘树勇 毛为民 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第24期160-165,共6页
针对近场声全息研究中声场重构时,指数滤波器无法兼顾通带衰减率和高频带衰减率的局限性,采用巴特沃斯滤波器作为滤波函数以消除噪声干扰,对2个同向振动的脉动球源的重构声场进行仿真研究,给出巴特沃斯滤波器随参数变化的特性曲线。基... 针对近场声全息研究中声场重构时,指数滤波器无法兼顾通带衰减率和高频带衰减率的局限性,采用巴特沃斯滤波器作为滤波函数以消除噪声干扰,对2个同向振动的脉动球源的重构声场进行仿真研究,给出巴特沃斯滤波器随参数变化的特性曲线。基于重构误差最小原则,给出该滤波器的最优参数,并与指数滤波器效果进行对比。结果表明,巴特沃斯滤波器可在声场重构过程中进行有效滤波,且在高频段,巴特沃斯滤波器重建误差明显小于指数滤波器重建误差,滤波效果更好,重建精度更高。 展开更多
关键词 近场声全息 波数域滤波 巴特沃斯滤波器 指数滤波器
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基于Pspice的八阶巴特沃斯低通滤波器设计与优化 被引量:7
13
作者 叶榆 贺国权 《山西电子技术》 2006年第3期61-63,共3页
介绍了低通滤波器的原理,采用有源滤波器的快速实用设计方法设计了八阶巴特沃斯低通滤波器,并用Pspice进行了电路仿真分析和优化设计,仿真结果与实际测试基本吻合,对滤波器的设计具有实际指导意义。
关键词 巴特沃斯低通滤波器 Pspice仿真分析 优化设计
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巴特沃斯滤波器在雷达目标航迹处理中的应用 被引量:8
14
作者 余俊 吴晓朝 +1 位作者 许一男 张冉 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第2期129-131,共3页
对雷达目标航迹数据进行在线滤波处理,从而提高雷达测量数据的精度,具有十分重要的意义。提出一种利用巴特沃斯(Butterworth)滤波器实现雷达目标航迹在线平滑处理的方法。分析雷达目标信号的频谱特性,设计并计算出滤波器的参数,将雷达... 对雷达目标航迹数据进行在线滤波处理,从而提高雷达测量数据的精度,具有十分重要的意义。提出一种利用巴特沃斯(Butterworth)滤波器实现雷达目标航迹在线平滑处理的方法。分析雷达目标信号的频谱特性,设计并计算出滤波器的参数,将雷达信号的噪声信号放大处理后进行在线滤波。仿真结果表明,本方法具有很好的滤波效果,并且计算迭代量小。 展开更多
关键词 巴特沃斯滤波器 雷达目标航迹 滤波
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巴特沃斯数字滤波器的设计与仿真实现 被引量:24
15
作者 黄波 《河南科技》 2021年第36期10-12,共3页
数字通信系统传输数字信号时经常混杂着各种频率的干扰信号,数字滤波器可以利用数值运算,起到其他模拟滤波器根本无法实现的杂波滤除作用。本文首先讨论了数字滤波器的原理,进一步给出了巴特沃斯数字滤波器的设计思路,然后利用MATLAB软... 数字通信系统传输数字信号时经常混杂着各种频率的干扰信号,数字滤波器可以利用数值运算,起到其他模拟滤波器根本无法实现的杂波滤除作用。本文首先讨论了数字滤波器的原理,进一步给出了巴特沃斯数字滤波器的设计思路,然后利用MATLAB软件实现了对巴特沃斯数字滤波器的仿真试验,分析了巴特沃斯数字滤波器的各类幅频特性、相关的设计方法和对应的设计步骤等。通过巴特沃斯数字滤波器的设计与实现,完成了低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波的仿真试验,最后得到巴特沃斯数字滤波器的幅频特性曲线,并研究了巴特沃斯数字滤波器的相关幅频特性。 展开更多
关键词 数字滤波器 巴特沃斯 MATLAB 幅频特性
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基于分数阶巴特沃斯滤波器的1000kV特高压远传式SF_(6)密度继电器 被引量:4
16
作者 刘畅 祖树涛 +3 位作者 李光 梁利辉 郭帅 李强 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第1期172-178,共7页
由于1000kV特高压设备所处电磁环境复杂,采用现有技术的远传式SF_(6)密度继电器抗干扰能力差,无法将设备信息准确远传,严重影响特高压设备在线监测。为解决这一问题,利用分数阶巴特沃斯滤波器设计了一种新型抗干扰远传式SF_(6)密度继电... 由于1000kV特高压设备所处电磁环境复杂,采用现有技术的远传式SF_(6)密度继电器抗干扰能力差,无法将设备信息准确远传,严重影响特高压设备在线监测。为解决这一问题,利用分数阶巴特沃斯滤波器设计了一种新型抗干扰远传式SF_(6)密度继电器。通过500kV及1000kV两类组合电器在三种情况下抗干扰试验、极端特殊情况下的电磁干扰试验,表明采用分数阶巴特沃斯滤波器的远传式SF_(6)密度继电器具有良好的最大抑制倍数,验证了本文方法的有效性、全面性。 展开更多
关键词 特高压技术 SF_(6)密度继电器 在线监测 高抗干扰 分数阶巴特沃斯滤波器
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基于巴特沃斯低通滤波的自适应步长梯度下降姿态解算方法 被引量:3
17
作者 王柏森 卢艳军 +1 位作者 张晓东 刘冬 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期116-120,125,共6页
针对旋翼无人机常用的低成本MEMS姿态传感器,因其内部低通滤波具有一定相位延迟效应,致使旋翼无人机姿态原始数据预处理后具有时间滞后的问题,提出一种基于零相位时延修正的巴特沃斯低通滤波(LPB)的自适应步长梯度下降姿态解算方法。通... 针对旋翼无人机常用的低成本MEMS姿态传感器,因其内部低通滤波具有一定相位延迟效应,致使旋翼无人机姿态原始数据预处理后具有时间滞后的问题,提出一种基于零相位时延修正的巴特沃斯低通滤波(LPB)的自适应步长梯度下降姿态解算方法。通过计算正反单边序列通过滤波器时相位偏移大小,补偿MEMS传感器的时延,然后设计自适应步长梯度下降法进行姿态解算。实验结果表明,该方法在多旋翼高速运动时可提供高时效准确的姿态信息,提高控制响应速率。 展开更多
关键词 MEMS姿态解算 巴特沃斯滤波 零相位时延 自适应步长梯度下降
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基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法
18
作者 郭燕 曾光 杨波 《智能电网》 2016年第12期1204-1209,共6页
频率波动、谐波未知的畸变电网导致相位和频率检测存在稳态误差,从而影响滤波器的滤波性能。针对上述问题,提出一种基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法,该方法采用两个双二阶巴特沃斯带通滤波器,可实时检测电网电压的相位和频... 频率波动、谐波未知的畸变电网导致相位和频率检测存在稳态误差,从而影响滤波器的滤波性能。针对上述问题,提出一种基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法,该方法采用两个双二阶巴特沃斯带通滤波器,可实时检测电网电压的相位和频率并提取基波信号;分析巴特沃斯带通滤波器的特性及频率自适应滤波算法的结构;阐述该频率自适应滤波算法在电压锁相环和特定次谐波检测中的应用。仿真与实验结果验证了基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法的有效性。该方法能够精确检测电网电压的相位和频率,并能有效消除因电网频率波动、电网畸变而导致的相位和频率检测误差,而且适用于单相或三相系统。 展开更多
关键词 巴特沃斯带通滤波器 频率自适应 基波提取 锁相环 特定次谐波检测
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巴特沃斯低通滤波器的设计与仿真分析 被引量:10
19
作者 杨辉 《电子产品世界》 2022年第12期79-81,共3页
巴特沃斯滤波器具有通频带内的频率响应曲线最大限度平坦、没有纹波、而在阻频带则逐渐下降为零的优点。本文从巴特沃斯滤波器的传递函数着手,针对特定设计参数通过双线性变换完成了数字滤波器的设计,最后通过仿真分析,展示了巴特沃斯... 巴特沃斯滤波器具有通频带内的频率响应曲线最大限度平坦、没有纹波、而在阻频带则逐渐下降为零的优点。本文从巴特沃斯滤波器的传递函数着手,针对特定设计参数通过双线性变换完成了数字滤波器的设计,最后通过仿真分析,展示了巴特沃斯滤波器在幅值衰减与相位滞后的特点,为工程技术人员在滤波器的选择与设计上提供参考。 展开更多
关键词 巴特沃斯滤波器 传递函数 双线性变换
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傅里叶变换红外光谱自适应数字滤波算法研究 被引量:1
20
作者 孟伍德 童晶晶 +4 位作者 高闽光 李相贤 李妍 韩昕 刘文清 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期226-234,共9页
针对傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪在不同类型环境噪声下导致的仪器性能下降的问题,提出了一种根据不同环境噪声实时更新滤波参数的自适应滤波算法。对该算法的基本原理和实现过程进行了理论推导,分析了不同滤波参数设置下的滤波效果,进... 针对傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪在不同类型环境噪声下导致的仪器性能下降的问题,提出了一种根据不同环境噪声实时更新滤波参数的自适应滤波算法。对该算法的基本原理和实现过程进行了理论推导,分析了不同滤波参数设置下的滤波效果,进而利用设计的滤波算法对实测光谱数据进行了滤波处理,对比分析了不同滤波方法下的光谱信噪比(SNR)。研究结果表明:基于巴特沃斯滤波的自适应FTIR光谱滤波方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段的SNR较传统硬件滤波分别提高了1.29倍和1.13倍,表明该算法可以有效提升FTIR光谱信噪比,改善FTIR仪器的性能指标。 展开更多
关键词 光谱学 数字滤波 巴特沃斯滤波器 傅里叶变换红外光谱 信噪比
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