低群延迟FIR滤波器优化设计理论与算法研究
批准号:
60974102
项目类别:
面上项目
资助金额:
32.0 万元
负责人:
赖晓平
依托单位:
学科分类:
F0303.系统建模理论与仿真技术
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵瑞杰、左燕、郭云飞、车爱文、袁博、徐东
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中文摘要
在微波与雷达通信、光通信、医学成像及实时视频处理等许多应用领域,都要求数字滤波器有尽可能低的常数群延迟,以避免大的信号滞后并使传输信息的畸变最小。该项目研究具有低群延迟的一维和二维FIR滤波器的约束最小二乘和约束minimax设计,致力于减小所设计滤波器的各种逼近误差指标,如最大幅值误差、最大相位误差、最大群延迟误差和误差能量等,重点考虑相位误差和群延迟误差的减小,以实现近似的常数群延迟。通过建立新的逼近误差约束方法,提出既能方便独立控制幅值误差、相位误差和群延迟误差,又能得到唯一最优解的约束最小二乘及约束minimax设计准则,以及能够减小群延迟误差并使其近似均匀的相位误差上界函数。研究所提设计准则的实现问题,提出既能用于一维FIR滤波器设计,又能用于二维FIR滤波器设计,既能实现约束最小二乘准则,也能实现约束minimax准则的统一高效新算法。
英文摘要
有限冲击响应(FIR)滤波器,由于其内禀稳定性及频率响应与脉冲响应线性相关等特点,其设计问题倍受关注。线性相位FIR滤波器,其群延迟大约是其长度的二分之一,当过渡带较窄时,群延迟很大。在诸如微波与雷达通信、光通信、医学成像、实时视频处理等许多应用领域,都要求数字滤波器有尽可能低的群延迟,以避免大的信号滞后。本项目所要研究的,就是这类低延迟FIR滤波器的优化设计问题。. 现有低延迟FIR滤波器的设计方法存在三方面问题。第一是误差约束方法问题,现有方法要不是不能独立控制幅值误差和相位误差,就是需经过近似处理才能得到凸的约束区域,且不能同时使相位误差和群延迟误差都很小。第二是设计精度与算法收敛性之间矛盾的问题,现有方法不能兼顾,不是收敛到非最优解或次优解,就是要花很长时间才收敛到最优解。第三是设计方法的适用性问题,现有方法只有少数几个可同时适用于非线性相位一维和二维FIR滤波器的约束最小二乘和约束minimax设计。. 项目重点针对以上问题开展研究,取得了重要的研究成果。(1)提出了同时对频率响应误差和相位误差进行约束的方法,既能独立控制幅值误差和相位误差,又能形成凸约束域。基于此误差约束方法,提出了有唯一解的约束最小二乘新准则。(2)提出了一套减小群延迟误差的相位误差上界函数方法,既能精确控制相位误差,又使群延迟误差均匀且很小。(3)提出了精确且高效求解圆约束二次规划的改进GI算法,建立了约束最小二乘与minimax设计之间的等价性,实现了一维和二维低延迟FIR滤波器两种设计的统一算法。(4)基于低延迟FIR滤波器设计算法,提出了无限冲击响应(IIR)滤波器优化设计的若干有效方法,得到了比现有方法好得多的滤波器。(5)提出了二维线性相位FIR滤波器优化设计的二维算法,为低延迟二维FIR滤波器的高效设计研究奠定了基础。(6)提出了一套时域约束低延迟FIR滤波器设计的迭代凸优化方法,得到了比线性相位滤波器小得多的幅值误差和群延迟。. 项目发表论文32篇,其中期刊论文15篇,会议论文17篇,SCI收录论文8篇,EI收录论文29篇。有8篇论文发表在IEEE TSP(3篇),IEEE TCAS(1篇),IEEE SPL(1篇),MSSP(2篇),CSSP(1篇)。另有1篇期刊论文被录用,1篇IEEE TSP论文修改后再投。超额完成了全部计划任务。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2011
期刊:信号处理
影响因子:--
作者:赖春露;刘锯;赖晓平
通讯作者:赖晓平
DOI:--
发表时间:--
期刊:杭州电子科技大学学报
影响因子:--
作者:杨吉祥;赖晓平;侯秀竹;罗家浩;
通讯作者:
DOI:--
发表时间:--
期刊:航空学报
影响因子:--
作者:侯秀竹;赖晓平;杨吉祥;罗家浩
通讯作者:罗家浩
Theory and design of linear-phase minimax FIR filters with mixed constraints in the frequency domain
频域混合约束线性相位极小极大 FIR 滤波器的理论与设计
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Circuits, Systems, and Signal Processing
影响因子:--
作者:Ruijie Zhao;Xiaoping Lai
通讯作者:Xiaoping Lai
DOI:10.1109/lsp.2010.2099217
发表时间:2011-02
期刊:IEEE Signal Processing Letters
影响因子:3.9
作者:Xiaoping Lai;Chunlu Lai;Ruijie Zhao
通讯作者:Xiaoping Lai;Chunlu Lai;Ruijie Zhao
一类鲁棒回归建模的并行优化理论与快速算法研究
- 批准号:LZ22F030002
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:赖晓平
- 依托单位:
常数群延迟稳定IIR滤波器minimax加权相位误差设计理论与算法
- 批准号:61573123
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:赖晓平
- 依托单位:
一维和二维稳定IIR数字滤波器优化设计的序列最小化方法
- 批准号:61175001
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:赖晓平
- 依托单位:
约束IIR数字滤波器Minimax设计的约束加权最小二乘方法
- 批准号:60675004
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:赖晓平
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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