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信号降噪

  • CCD常用知识总结

    CCD常用知识总结随着CCD的不断发展,尤其典型的是当微光CCD向低照度方向发展时,噪声已经成为阻碍CCD进一步发展的障碍。噪声是CCD的一个重要参数,它是决定信噪比S/N(Singal/Noise)的重要因素,而同时信噪比又是各种数据参数中最重要的指标之一。随着CCD器件向小型化、集成化的不断发展,CCD光敏元数的增加势必减小光敏元的面积,从而降低了CCD的输出饱和信号。为扩大CCD的动态范围,就必须降低CCD的噪声(动态范围与噪声间的联系)。CCD工作时,在输入结构、输出结构、信号电荷存储和转移过程中都会产生噪声。噪声叠加在信号电荷上,形成对信号的干扰,降低了信号电荷包所代表的信息复原后的精度,并且限制了信号电荷包的最小值。CCD图像传感器的输出信号是空间采样的离散模拟信号,其中夹杂着各种噪声和干扰。CCD输出信号处理的目的是在不损失图像细节并保证在CCD动态范围内,图像信号随目标亮度线形变化是尽可能消除这些噪声和干扰。(选自《CCD降噪技术的研究》燕山大学工学硕士学位论文)

    标签: ccd

    上传时间: 2022-06-23

    上传用户:qingfengchizhu

  • 基于FPGA的高速采样自适应滤波系统的研究

    自适应滤波器的硬件实现一直是自适应信号处理领域研究的热点。随着电子技术的发展,数字系统功能越来越强大,对器件的响应速度也提出更高的要求。 本文针对用通用DSP 芯片实现的自适应滤波器处理速度低和用HDL语言编写底层代码用FPGA实现的自适应滤波器开发效率低的缺点,提出了一种基于DSP Builder系统建模的设计方法。以随机2FSK信号作为研究对象,首先在matlab上编写了LMS去噪自适应滤波器的点M文件,改变自适应参数,进行了一系列的仿真,对算法迭代步长、滤波器的阶数与收敛速度和滤波精度进行了研究,得出了最佳自适应参数,即迭代步长μ=0.0057,滤波器阶数m=8,为硬件实现提供了参考。 然后,利用最新DSP Builder工具建立了基于LMS算法的8阶2FSK信号去噪自适应滤波器的模型,结合多种EDA工具,在EPFlOKl00EQC208-1器件上设计出了最高数据处理速度为36.63MHz的8阶LMS自适应滤波器,其速度是文献[3]通过编写底层VHDL代码设计的8阶自适应滤波器数据处理速度7倍多,是文献[50]采用DSP通用处理器TMS320C54X设计的8阶自适应滤波器处理速度25倍多,开发效率和器件性能都得到了大大地提高,这种全新的设计理念与设计方法是EDA技术的前沿与发展方向。 最后,采用异步FIFO技术,设计了高速采样自适应滤波系统,完成了对双通道AD器件AD9238与自适应滤波器的高速匹配控制,在QuartusⅡ上进行了仿真,给出了系统硬件实现的原理框图,并将采样滤波控制器与异步FIF0集成到同一芯片上,既能有效降低高频可能引起的干扰又降低了系统的成本。

    标签: FPGA 高速采样 自适应滤波

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:ynwbosss

  • 基于ARM的T波交替检测技术

    心血管系统疾病是现今世界上发病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作为一种非稳态的心电变异性现象,是指心电T波段振幅、形态甚至极性逐拍交替变化。大量研究表明,TWA与室性心律失常、心脏性猝死等有直接密切的关系,已成为一种无创独立性预测指标。随着数字信号处理技术和计算机技术的迅速发展,微伏级的TWA已经可以被检出,并且精度越来越高。本文以T波交替检测为中心,基于ARM给出了T波交替检测技术原理性样机的硬件及软件,实现实时监护的目的。 在TWA检测研究中,需要对心电信号进行预处理,即信号去噪和特征点检测。小波分析以其多分辨率的特性和表征时频两域信号局部特征的能力成为我们选取的心电信号自动分析手段。文中采用小波变换将原始心电信号分解为不同频段的细节信号,根据三种主要噪声的不同能量分布,采用自适应阈值和软硬阈值折衷处理策略用阈值滤波方法对原始信号进行去噪处理:同时基于心电信号的特征点R峰对应于Mexican-hat小波变换的极值点,因此我们使用Mexican-hat小波检测R峰,通过附加检测方案确保了位置的准确性,并根据需要提出了T波矩阵提取方法。 随后文章介绍了T波交替的产生机理及研究进展,分别从临床应用和检测方法上展现了目前TWA的发展进程,并利用了谱分析法、相关分析法和移动平均修正算法分别从时域和频域对一些样本数据进行T波交替检测。在检测中谱分析法抗噪能力较强,但作为一种频域检测方法,无法检测非稳态TWA信号,而相关分析法受呼吸、噪声影响较大,数据要求较高,因此可以在谱分析检测为阳性TWA基础上,再对信号进行相关分析,从而克服自身算法缺陷,确定交替幅度和时间段。最后对影响检测结果的因素进行讨论研究,从而降低检测误差。 文章还设计了T波交替检测技术原理性样机的关键部分电路和软件框架。硬件部分围绕ARM核的Samsung S3C44BOX为核心,设计了该样机的关键电路,包括采集模块、数据处理模块(外部存储电路、通信接口电路等)。其中在采集模块中针对心电信号是微弱信号并且干扰大的特点,采用了具有高共模抑制比和高输入阻抗的分级放大电路,有效的提取了信号分量:A/D转换电路保证了信号量化的高精度。利用USB接口芯片和删内部异步串行通讯实现系统与外界联系。系统软件中首先介绍了系统的软件开发环境,然后给出了心电信号分析及处理程序设计流程图及实现,使它们共同完成系统的软件监护功能。

    标签: ARM 检测技术

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:familiarsmile

  • 基于ARM的时差法超声波流量计研制

    超声波流量计以非接触、精度高、使用方便等优点,在气象、石油、化工、医药、水资源管理等领域获得了广泛的应用。近年来,随着数字处理技术和微处理器技术的发展,超声波流量计作为一种测量仪表也得到了长足进步。本课题将ARM微控制器用于流量测量仪表的研制,拓展了仪表的开发空间,符合嵌入式技术的发展方向。 本文详细介绍了超声波时差法流量测量原理及基于LPC2214的超声波流量计系统设计方案和软硬件实现方法,并对测时算法进行了详细讨论。通过分析和借鉴国外超声波流量测量的先进技术和方法,得出了改进的时差法测量方案。系统硬件设计了超声波发射、接收及放大电路,采用高速模数转换器数字化接收信号,并对ARM系统电路中的电源电路,存储器电路,通信接口电路等进行了详细介绍。系统软件详细分析了嵌入式操作系统uClinux的移植方法,给出构建ARM-uClinux平台的步骤,并基于此平台,完成了系统软件设计。测时算法运用数字滤波技术提高信号信噪比,采用方差比检验方法和插值算法,提高测时定位精度。 系统设计良好的人机交互界面和通信调试接口,提高了ARM系统的软件开发调试效率;在保证流量计系统功能的同时,尽量简化硬件电路设计,降低研制成本,使设计更具合理性。

    标签: ARM 时差法 超声波流量计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mosliu

  • TTC侧音测距关键技术研究及FPGA实现

    航天测控通信网是航天工程的重要组成部分。迄今为止,我国已建成“C频段测控网”,及正在建设的“S频段测控网”和“TDRSS测控网”。测距单元是测控系统基带设备中的重要功能单元,为航天飞行器提供定位元素。目前,在航天测距系统中侧音测距技术具有最高的测距精度。本文以中国电子科技集团第十研究所某项目为背景,对侧音测距系统中的关键技术进行了详细的研究,提出了一些改进测距精度的方法,最后用FPGA实现了侧音测距功能单元。 本论文主要完成以下工作: 1)完成了直接数字频率合成的杂散分析。采用严格的信号分析方法,运用离散傅立叶变换(DFT)和傅立叶变换(FT),推导了理想状态和相位截短条件下的DDS输出频谱的数学表达式,并利用systemview仿真软件建立了DDS相位截短模型,通过仿真验证了分析结论的正确性。 2)改进了TT&C系统中经典的FFT频率引导算法,增加了频谱对称性分析,在实现频率引导的同时完成了防载波频率错锁的功能。 3)首次采用基于正交双通道相关原理的数字相关相位估计法来实现次侧音匹配和解模糊,降低了设备复杂度,提高了测距精度。针对低信噪比的情况,提出了基于平滑滤波的数据处理方法,提高了相位测量精度。对测距信道中加限幅器导致的测距信号信噪比恶化程度做了深入的理论分析。最后,分析了测距误差,并对其中一些引起测距误差的因素提出了改善方法。 通过本论文的工作,成功的完成了TT&C侧音测距终端的研制,系统现已通过测试,达到系统任务书的各项指标要求。

    标签: FPGA TTC 关键技术

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的工频干扰实时滤波技术

    生物医学信号是源于一个生物系统的一类信号,像心音、脑电、生物序列和基因以及神经活动等,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息,它们对这些系统状态的研究和诊断具有很大的价值。信号拾取、采集和处理的正确与否直接影响到生物医学研究的准确性,如何有效地从强噪声背景中提取有用的生物医学信号是信号处理技术的重要问题。    设计自适应滤波器对带有工频干扰的生物医学信号进行滤波,从而消除工频干扰,获得最佳的滤波效果是本研究要解决的问题。生物医学信号具有信号弱、噪声强、频率范围较低、随机性强等特点。由于心电(electrocardiogram,ECG)信号的确定性、稳定性、规则性都比其他生物信号高,便于准确评估和检测滤波效果,本研究采用ECG信号作为原始的模板信号。    本研究将新的电子芯片技术与现代信号处理技术相结合,从过去单一的软件算法研究,转向软件与硬件结合,从而提高自适应速度和精度,而且可以使系统的开发周期缩短、成本降低、容易升级和变更。    采用现场可编程逻辑器件(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为新的ECG快速提取算法的硬件载体,加快信号处理的速度。为了将ECG快速提取算法转换为常用的适合于FPGA芯片的定点数算法,研究中详细分析了定点数的量化效应对自适应噪声消除器的影响,以及对浮点数算法和定点数算法的复合自适应滤波器的各种参数的选择,如步长因子和字长选择。研究中以定点数算法中的步长因子和字长选择,作为FPGA设计的基础,利用串并结合的硬件结构实现自适应滤波器,并得到了预期的效果,准确提取改善后的ECG信号。    研究中,在MATLAB(Matrix Laboratry)软件的环境下模拟,选取带有50Hz工频干扰的不同信噪比的ECG原始信号,在浮点数情况下,原始信号通过采用最小均方LMS(LeastMean Squares)算法的浮点数自适应滤波器后,根据信噪比的改善和收敛速度,确定不同的最佳μ值,并在定点数情况下,在最佳μ值的情况下,原始信号通过采用LMs算法的定点数自适应滤波器后,根据信噪比的改善效果和采用硬件的经济性,确定最佳的定点数。并了解LMS算法中步长因子、定点数字长值对信号信噪比、收敛速度和硬件经济性的影响。从而得出针对含有工频干扰的不同信噪比的原始ECG,应该采用什么样的μ值和什么样的定点数才能对原始ECG的改善和以后的硬件实现取得最佳的效果,并根据所得到的数据和结果,在FPGA上实现自适应滤波器,使自适应滤波器能对带有工频干扰的ECG原始信号有最佳的滤波效果。

    标签: FPGA 工频干扰 滤波技术

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gzming

  • 基于相关分析的飞机目标识别方法

    提出了一种基于相关分析的飞机目标识别方法。该方法利用飞机图像低频和高频部分合成滤波器模板,能达到很高识别率与很低的等错率。该研究旨在提高飞机识别的准确率和降低出错率,采用一种基于相关分析的飞机目标识别方法。该方法通过对采集的飞机图像做去除背景、降噪、图像增强、二值化和归一化处理,将飞机图像低频和高频部分合成滤波器模板,通过特征比对达到识别飞机的目的。利用Matlab 7.0做10种飞机的识别实验,得出了95.47%识别率和0.04%等错率的结论,识别率和等错率均优于不变矩法、三维识别方法、基于小波分析和矩不变量的方法,印证了笔者提出的基于相关分析的飞机目标识别方法的优越性。在飞机图像数据库上的实验结果表明,该方法是可行的。

    标签: 飞机 目标识别

    上传时间: 2013-11-03

    上传用户:manlian

  • 高速PCB设计须知

    DSP系统的降噪技术,PowerPCB在印制电路板设计中的应用技术,PCB互连设计过程中最大程度降低RF效应的基本方法

    标签: PCB

    上传时间: 2013-10-11

    上传用户:gmh1314

  • AVR单片机原理及应用

    《AVR单片机原理及应用》详细介绍了ATMEL公司开发的ATmega8系列高速嵌入式单片机的硬件结构、工作原理、指令系统、接口电路、C编程实例,以及一些特殊功能的应用和设计,对读者掌握和使用其他ATmega8系列的单片机具有极高的参考价值 AVR单片机原理及应用》具有较强的系统性和实用性,可作为有关工程技术人员和硬件工程师的应用手册,亦可作为高等院校自动化、计算机、仪器仪表、电子等专业的教学参考书。 目录 第1章 绪论 1.1 AVR单片机的主要特性 1.2 主流单片机系列产品比较 1.2.1 ATMEL公司的单片机 1.2.2 Mkcochip公司的单片机 1.2.3 Cygnal公司的单片机 第2章 AVR系统结构概况 2.1 AVR单片机ATmega8的总体结构 2.1.1 ATmega8特点 2.1.2 结构框图 2.1.3 ATmega8单片机封装与引脚 2.2 中央处理器 2.2.1 算术逻辑单元 2.2.2 指令执行时序 2.2.3 复位和中断处理 2.3 ATmega8存储器 2.3.1 Flash程序存储器 2.3.2 SRAM 2.3.3 E2pROM 2.3.4 I/O寄存器 2.3.5 ATmega8的锁定位、熔丝位、标识位和校正位 2.4 系统时钟及其分配 2.4.1 时钟源 2.4.2 外部晶振 2.4.3 外部低频石英晶振 2.4.4 外部:RC振荡器 2.4.5 可校准内部.RC振荡器 2.4.6 外部时钟源 2.4.7 异步定时器/计数器振荡器 2.5 系统电源管理和休眠模式 2.5.1 MCU控制寄存器 2.5.2 空闲模式 2.5.3 ADC降噪模式 2.5.4 掉电模式 2.5.5 省电模式 2.5.6 等待模式 2.5.7 最小功耗 2.6 系统复位 2.6.1 复位源 2.6.2 MCU控制状态寄存器——MCUCSR 2.6.3 内部参考电压源 2.7 I/O端口 2.7.1 通用数字I/O端口 2.7.2 数字输入使能和休眠模式 2.7.3 端口的第二功能 第3章 ATmega8指令系统 3.1 ATmega8汇编指令格式 3.1.1 汇编语言源文件 3.1.2 指令系统中使用的符号 3.1.3 ATmega8指令 3.1.4 汇编器伪指令 3.1.5 表达式 3.1.6 文件“M8def.inc” 3.2 寻址方式和寻址空间 3.3 算术和逻辑指令 3.3.1 加法指令 3.3.2 减法指令 3.3.3 取反码指令 3.3.4 取补码指令 3.3.5 比较指令 3.3.6 逻辑与指令 3.3.7 逻辑或指令 3.3.8 逻辑异或 3.3.9 乘法指令 3.4 转移指令 3.4.1 无条件转移指令 3.4.2 条件转移指令 3.4.3 子程序调用和返回指令 3.5 数据传送指令 3.5.1 直接寻址数据传送指令 3.5.2 间接寻址数据传送指令 3.5.3 从程序存储器中取数装入寄存器指令 3.5.4 写程序存储器指令 3.5.5 I/0端口数据传送 3.5.6 堆栈操作指令 3.6 位操作和位测试指令 3.6.1 带进位逻辑操作指令 3.6.2 位变量传送指令 3.6.3 位变量修改指令 3.7 MCU控制指令 3.8 指令的应用 第4章 中断系统 4.1 外部向量 4.2 外部中断 4.3 中断寄存器 第5章 自编程功能 5.1 引导加载技术 5.2 相关I/O寄存器 5.3 Flash程序存储器的自编程 5.4 Flash自编程应用 第6章 定时器/计数器 6.1 定时器/计数器预定比例分频器 6.2 8位定时器/计数器O(T/CO) 6.3 16位定时器/计数器1(T/C1) 6.3.1 T/C1的结构 6.3.2 T/C1的操作模式 6.3.3 T/121的计数时序 6.3.4 T/C1的寄存器 6.4 8位定时器/计数器2(T/C2) 6.4.1 T/C2的组成结构 6.4.2 T/C2的操作模式 6.4.3 T/C2的计数时序 6.4.4 T/02的寄存器 6.4.5 T/C2的异步操作 6.5 看门狗定时器 第7章 AVR单片机通信接口 7.1 AVR单片机串行接口 7.1.1 同步串行接口 7.1.2 通用串行接口 7.2 两线串行TWT总线接口 7.2.1 TWT模块概述 7.2.2 TWT寄存器描述 7.2.3 TWT总线的使用 7.2.4 多主机系统和仲裁 第8章 AVR单片机A/D转换及模拟比较器 8.1 A/D转换 8.1.1 A/D转换概述 8.1.2 ADC噪声抑制器 8.1.3 ADC有关的寄存器 8.2 AvR单片机模拟比较器 第9章 系统扩展技术 9.1 串行接口8位LED显示驱动器MAX7219 9.1.1 概述 9.1.2 引脚功能及内部结构 9.1.3 操作说明 9.1.4 应用 9.1.5 软件设计 9.2 AT24C系列两线串行总线E2PPOM 9.2.1 概述 9.2.2 引脚功能及内部结构 9.2.3 操作说明 9.2.4 软件设计 9.3 AT93C46——三线串行总线E2PPOM接口芯片 9.3.1 概述 9.3.2 内部结构及引脚功能 9.3.3 操作说明 9.3.4 软件设计 9.4 串行12位的ADCTL543 9.4.1 概述 9.4.2 内部结构及引脚功能 9.4.3 操作说明 9.4.4 AD620放大器介绍 9.4.5 软件设计 9.5 串行输出16位ADCMAXl95 9.5.1 概述 9.5.2 引脚功能及内部结构 9.5.3 操作说明 9.5.4 应用 9.5.5 软件设计 9.6 串行输入DACTLC5615 9.6.1 概述 9.6.2 引脚功能及内部结构 9.6.3 操作说明 9.6.4 软件设计 9.7 串行12位的DACTLC5618 9.7.1 概述 9.7.2 内部结构及引脚功能 9.7.3 操作说明 9.7.4 软件设计 9.8 串行非易失性静态RAMX24C44 9.8.1 概述 9.8.2 引脚功能及内部结构 9.8.3 操作说明 9.8.4 软件设计 9.9 数据闪速存储器AT45DB041B 9.9.1 概述 9.9.2 引脚功能及内部结构 9.9.3 操作说明 9.9.4 软件设计 9.10 GM8164串行I/0扩展芯片 9.10.1 概述 9.10.2 引脚功能说明 9.10.3 操作说明 9.10.4 软件设计 9.11 接口综合实例 附录1 ICCACR简介 附录2 ATmega8指令表 参考文献

    标签: AVR 单片机原理

    上传时间: 2013-10-29

    上传用户:lanwei

  • 红外热成像技术在亚平面缺陷检测中的应用

    根据红外成像无损检测原理,利用机器视觉技术,通过实验将红外热像仪采集的亚表面红外缺陷图像进行一系列的处理,包括滤波降噪,图像增强,边缘提取等,将缺陷检测出来。文中用matlab和Visual C++2010联合编程的方式对红外缺陷进行识别,通过窗口可视化将图像和图像中的缺陷位置,大小提取出来。通过多次实验,本方法能够检测大多的亚平面缺陷,具有较高的应用价值。

    标签: 红外热 成像技术 中的应用 缺陷检测

    上传时间: 2013-10-10

    上传用户:徐孺