数字滤波器精品PPT课件

FIR数字滤波器的结构
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
T心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿

素位置重合； 读取模板下各对应像素的灰度值； 将这些灰度值从小到大排成一列； 找出这些值的中间值； 将这个值赋给对应模板中心位置的像素。
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噪声图像
中值滤波3x3
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平均滤波与中值滤波比较
噪声图像
均值滤波
中值滤波
均值滤波和中值滤波都采用的是2x2 的模板
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均值，中值和最频值
均值是模板内像素点灰度的平均值，中值是数值排列 后处于中间的值，最频值是出现次数最多的灰度值；
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常用像素距离公式
欧几里德距离
DE
(
p,
q)


x

s 2


y

t
2

范数距离
D( p, q) x s y t
棋盘距离
D( p, q) max x s , y t
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像素间的基本运算
算术运算：
加法： p + q
减法： p - q
乘法： p * q
这三者都与直方图有着密切的关系； 直方图的一个峰对应一个区域，如果这个峰是对称的，
那么均值等于中值，等于最频值。
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中值滤波的代码实现 Matlab中函数medfilt1和medfilt2，第一个是一维
的中值滤波，第二个是二维的中值滤波。 使用help查看函数功能
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示例
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代码讲解
0.25
0.10 0.05
0.125 01 2
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P r 关系目标曲线 r
原始图像中的Ｐ－r点位置 对应变换后的P-r点位置
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算法描述 设像素共分为L级(r = 0,1,2,…L1)，变换后对应的

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运算结构的重要性：
1）滤波器的基本特性(如有限长冲激 响应与无限长冲激响应)决定了结构上 有不同的特点；
2）不同结构所需的存储单元（复杂性） 及乘法次数（运算速度）不同；
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运算结构的重要性：
3）不同运算结构的误差、稳定性是不 同的（有限字长情况下）。
4）好的滤波器结构应该易于控制滤波 器性能，适合于模块化实现，便于时 分复用。
k0 N 1
k
a
zk
k
k1
H(z) Y(z) N h(n)zn X(z) n0
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差分方程分别为：
N
M
IIR系统： y(n ) a ky(n k) b m x(n m )
k 1
m 0
FIR系统：令IIR系统中ak 0则
M
y(n)bmx(nm) m1
可认为： y(n ) h (n )x (n )
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通、阻带之间为过渡带：s p或 s p
横轴频率（在DF下）为数字域频率，以
2 为周期，并以 为对称点。
相当于模拟频率以抽样率 f s 为周期，fs / 2
为对称点。
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各型实际滤波器的性能指标描述：
18
19
20
5.2、数字滤波器的结构
M
数 字 系
系统函数
bmzm
H(z)
m0 N
1 akzk
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2）现代滤波器 从含有噪声的数据记录(又称时间
序列)中估计出信号的某些特征或信号 本身。
包括：维纳滤波器、卡尔曼滤波 器、线性预测、自适应滤波器等。
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对数字滤波器, 从实现方法上划分,
有IIR滤波器和FIR滤波器之分, 系统函数

图6-7显示的就是一个设计好的4阶FIR滤波器节， 与图6-2的常数FIR滤波器相比，这里用Product(乘法)模 块代替了Gain(增益)模块。
第6章 FIR数字滤波器设计
图6-7 直接I型4阶FIR滤波器节
第6章 FIR数字滤波器设计
图6-7中相关模块的参数设置如下： xin、hn1、hn2、hn3、hn4模块：(Altbus) 库：Altera DSP Builder中Bus Manipulation库 参数“Bus Type〞设为“signed Integer” 参数“Node Type〞设为“Input port” 参数“number of bits〞设为“9”
第6章 FIR数字滤波器设计
第6章 FIR数字滤波器设计
6.1 FIR数字滤波器原理 6.2 使用DSP Builder设计FIR数字滤波器 6.3 使用FIR IP Core设计FIR滤波器
第6章 FIR数字滤波器设计
6.1 FIR数字滤波器原理
对于一个FIR滤波器系统而言，它的冲激响应总是 有限长的，其系统函数可以记为
第6章 FIR数字滤波器设计
6.2.3 16阶FIR滤波器模型设计 利用以上设计的4阶FIR滤波器节可以方便地搭成
阶直接I型FIR滤波器(注意: )。比如要实现一个16阶的 低通滤波器，可以调用4个4阶FIR滤波器节来实现。
1. 设计4阶FIR滤波器节子系统 建 立 一 个 新 的 DSP Builder 模 型 ， 复 制 上 节 的 FIR4tap 模 型 到 新 模 型 。 按 照 第 4 章 所 示 的 方 法 由 FIR4tap模型建立子系统(SubSystem)，并对端口信号进 行修改，把子系统更名为fir4tap，如图6-8所示。fir4tap 的内部结构如图6-9所示。

三、数字滤波器的结构表示法 1、方框图法
方框图法简明且直观，其三种基本运算 如下图所示：
单位延时:
x(n)
z-1
乘常数:
a
y (n）
x(n 1)
ay(n)
相加:
y(n 1) x(n)
x(n)
y(n 1)
例如：
y(n) a1 y(n 1) a2 y(n 2) b0 x(n)
y(n) a1 y(n 1) a2 y(n 2) b0 x(n)
c）分支节点，一个输入，一个或一个以上输 出的节点；将值分配到每一支路;
d）相加器（节点)或和点，有两个或两个以 上输入的节点。
*支路不标传输系数时，就认为其传输系数为1； 任何一节点值等于所有输入支路的信号之和。
例如， y(n) a1 y(n 1) a2 y(n 2) b0 x(n)
x(n)
Hk (z)
当（M=N=2）时
H (z)
A
1 1
11z 11z
1 1
21z 2 21z 2
x(n)
B
y(n)
A
11
Z1
11
Z1
21
21
当（M=N=4）时
H (Z )
A
1 1
11Z 11Z
1 1
21Z 2 21Z 2
1 12Z 1 112Z 1
22Z 2 22Z 2
当（M=N=6）时
H
(Z)
第二个网络实现极点，即实现y(n)加权延时:
N
ak y(n k)
k 1
可见，第二网络是输出延时，即反馈网络。
*共需（M+N）个存储延时单元。
2直接II型（正准型 ）