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高斯滤波器在实时系统中的快速实现

资料介绍
高斯滤波器在实时系统中的快速实现
高斯滤波器在实时系统中的快速实现
作者:武汉市华中理工大学人工智能与图像识别研究所(430074) 王广君 柳 键 黄 鹰 来
源:《电子技术应用 》

摘 要: 详细讨论了高斯滤波器在单片机系统中的快速实现方法,并给出了对于 MCS-51 系列
单片机的具体实现程序,介绍的方法在实时控制、信号检测与处理方面有很大的实用价值。

关键词: 滤波器 快速实现 单片机 实时系统

滤波器在信号处理、信号检测、通信领域有非常重要的应用,在实时系统中,对滤波器的性
能和处理速度有非常严格的要求,特别是快速实时系统中,处理速度至关重要。目前,为满足
快速处理的需要,用 DSP 技术是理想的选择。但是,目前在实时控制系统中,大多是用单片
机实现的,它不仅完成信号的采样,还需完成
信号的处理和控制等功能,如果单片机系统本
身可以完成信号的快速处理任务,将非常方
便,我们在一个用 MCS-51 单片机组成的强噪
声背景下的通信系统中,实现了高斯滤波器的
快速实现,满足了系统的需要。

1 算法原理

高斯滤波器是一个低通滤波器,其方程

,可以证明,高斯滤波器可用均值滤波器多次逼近,一般情况下,
大于或等于三次逼近就可近似于高斯滤波器,所以,在设计高斯滤波器时,可以用设计均值滤
波器逼近代替高斯滤波器。




式中 n 为当前采样点序号,N为窗口宽度,显然均值滤波器实际上可由一次加法运算,一次
减法运算和一次除法运算完成,而与窗口的宽度无关,若取窗口宽度 ,则除法运算可
用移位来取代。

(1)式中,两边同乘N可变为:


 
即为了避免除法运算,我们可先采用累加机来代替均值……
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