自适应格型滤波器新算法及其在语音线性预测合成中的应用

本文从自适应格型滤波器导出自适应线谱对(LSP)滤波,提出了使用最小均方(LMS)型自适应算法逐级更新计算线谱对系数的方法。实验表明,该算法与其它算法比较,具有更高的收敛率和较低的失调。用该算法计算得到的LSP系数进行语音线性预测合成,获得比使用PARCOR系数更好的结果。     

一种自适应线谱对滤波器的终点误差LMS算法及其学习特性

本文提出了一种计算线谱对（LSP）系数的新算法．该算法以最小均方（LMS）误差型算法为基础，梯度计算使用系统终点误差。对接收到的语音观测样本在一个时序的基础进行迭代更新计算，直接产生LSP系数，形成一个LMS算法的自适应LSP滤波器。实验结果表明，该算法与其它自适应滤器的LMS算法比较，具有更高的收敛率和较低的失调。     

Adaptive LSP filter

Line spectral pair (LSP) coefficients have been proposed as alternative representations of LPC parameters for low-bit-rate speech coding. The letter presents an LMS-type adaptive digital filter for directly calculating even-order LSP coefficients on a sequential basis. The technique is demonstrated for fourth-order adaption and may be generalised to higher orders.     

一种自适应语音增强均衡器的研究

在参考滤波器组的基础上，提出一个用于语音和音频信号进行时不变或自适应谱修正的数字滤波器结构，主要用于音频信号均衡和降噪。在频域计算滤波器系数的同时，信号在时域滤波。与通常频域处理相比，在信号延迟、原型滤波器设计、复杂性等方面，该结构有良好的特性。该算法既适用于均匀频率分辨率，也适用于非均匀频率分辨率。     

Encoding of Speech Spectral Parameters Using Adaptive Quantization Range Method

Efficient quantization methods of the line spectrum pairs (LSP) which have good performances, low complexity and memory are proposed. The adaptive quantization range method utilizing the ordering property of LSP parameters is used in a scalar quantizer and a vector‐scalar hybrid quantizer. As the maximum quantization range of each LSP parameter is varied adaptively on the quantized value of the previous order's LSP parameter, efficient quantization methods can be obtained. The proposed scalar quantization algorithm needs 31 bits/frame, which is 3 bits less per frame than in the conventional scalar quantization method with interframe prediction to maintain the transparent quality of speech. The improved vector‐scalar quantizer achieves an average spectral distortion of 1 dB using 26 bits/frame. The performances of proposed quantization methods are also evaluated in the transmission errors.     

基于自适应滤波的压缩感知重构方法

自适应滤波框架中,滤波器的抽头系数可以利用特定的自适应算法达到近似维纳解,从而使滤波器的输出误差达到最小.将这个框架应用到压缩感知重构信号中,信号的稀疏系数等效为滤波器系数权值向量,从而可获得最佳的稀疏系数,以高概率重构信号.本文介绍了已有学者研究出的一种L0最小均方算法(L0-LMS),该算法中引入零引力项加快了权矢量向稀疏解收敛的速度,保证解的稀疏性.通过仿真可知,基于自适应滤波算法重构稀疏信号的性能较好,甚至优于压缩感知中常用的OMP算法.     

基于MATLAB的LSF滤波器实现

线谱对参数具有优越的量化特性和内插特性,以线谱对参数作为滤波器系数的LSF滤波器是一种适用于高压缩率声码器的声道滤波器.MATALAB功能强大且编程方便,广泛应用于各种算法的性能评估.文章简要介绍了LSF声道滤波器原理,给出了用MATLAB实现LSF滤波器的流程图和程序代码.最后设计了一个LSF声道滤波器的应用实例,并对应用实例进行了MATLAB仿真,给出了应用实例的仿真结果.     

基于小波和Context模型的海面红外弱小目标检测

红外图像中弱小目标的检测一直是图像处理领域的热点和难点.介绍了一种基于小波变换和Context模型空间自适应滤波的红外弱小目标检测算法.该方法首先利用小波滤波器抑制大部分背景杂波,然后采用基于Context模型的空间自适应滤波器对高频系数做进一步处理,提高信噪比,最后采用基于Bayes分类算法的迭代门限进行图像分割.实验结果表明,与高通滤波相比,该方法能够更有效地检测出弱小目标.     

自适应有限冲激响应滤波器的FPGA实现

对于传统的固定系数滤波器,分布式算法可以利用查找表有效提高其运行速度;但是对于自适应滤波器,其系数是不断调整的,不可以直接应用分布式算法。依据分布式算法设计了一种适用于自适应滤波器的现场可编程门阵列（FPGA）实现方法,并在Xilinx公司提供的ISE软件平台上应用Verilog硬件设计语言（HDL）进行编程,利用Modelsim和Matlab软件进行了仿真。仿真结果基本一致,验证了自适应有限冲激响应滤波器的FPGA实现方法是可行的。     

一种高质量的4 Kb/s RCELP语音编码算法

给出一种高质量的4Kb／s更新式码激励线性预测(RCELP)语音编码算法。该算法的编码器帧长为20ms,主要特点是使用了从自适应激励信号中分析得到的码本作为固定码本,采用预测式两级分裂矢量量化器量化线谱对(LSP)参数。主观试听表明,该算法的MOS值为3．67,其语音质量与32Kb／s ADPCM基本相当。     

一种改进的自适应格型陷波算法及其收敛性分析

现有自适应格型陷波器中的引入算子取自局部误差信号,在迭代过程收敛后存在陷波频率偏移的问题,影响了滤波的效果.本文对级联格型陷波滤波器的自适应算法进行了讨论,分析了陷波参数估计与引入算子的关系,在推导原算法迭代误差的数学期望方程基础上,提出一种改进的自适应滤波算法.该算法在不增加计算量的前提下,克服了原算法在收敛后存在的陷波频率偏移的不足.仿真结果与理论分析相一致,证实了该算法的收敛性能优于原有的算法.     

一种基于噪声估计的语音激活检测算法

针对当前语音激活检测算法在低信噪比和复杂噪声模型的环境下性能损失的问题,提出了一种基于噪声估计的语音激活检测算法,通过对背景噪声进行自适应估计,得到准确的信噪比门限,同时利用估计背景噪声对短时谱进行白化处理,从而使得谱熵判决准则得以适用于复杂噪声模型的环境。实验证明,算法在低信噪比和复杂噪声模型下性能优于G.729B和AMR中的语音激活检测算法。     

基于多尺度方向局部极值滤波和ASR的图像融合

为了更好地提取源图像的边缘和方向信息,充分利用边缘保持滤波器的保边缘特性和方向滤波器有效提取方向信息的能力,提出一种基于局部极值滤波和非下采样方向滤波器的多尺度方向局部极值滤波图像融合方法。源图像经多尺度方向局部极值滤波,得到低频子带以及一系列的高频方向细节子带,对低频子带系数提出一种基于自适应稀疏表示(ASR)的融合规则,采用空间频率与l1范数相结合的策略得到融合的稀疏表示系数,对高频方向细节子带系数提出一种基于改进拉普拉斯能量和匹配度的选择与加权平均相结合的融合策略。实验结果表明,本方法能够有效提取源图像的边缘等细节信息,融合结果对比度更高,具有更好的主观视觉效果,其客观评价指标也优于传统的图像融合方法。     

用于多路MCP-EBPSK信号解调的冲击滤波器组设计

修正的随机极性连续相位扩展的二元相移键控调制（MCP-EBPSK）通过随机化调制指数的符号,并加入功率谱调节系数,进一步降低了连续相位扩展的二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号功率谱中的线谱分量,使得功率谱占用带宽更窄,信息传输更加的高效高速。多载波作为高频谱利用率的复用调制方式,与MCP-EBPSK结合势必会带来更高的系统性能,因此本文对用于解调单路MCP-EBPSK信号的冲击滤波器进行初步改进,通过添加陷波零点来抑制旁路干扰,设计出带陷波的冲击滤波器组。引入量子粒子群优化算法对加入陷波的冲击滤波器组进行优化得到滤波器组系数,仿真显示即使时频混叠的子载波间不满足正交关系,利用各冲击滤波器中心频率处极陡峭的陷波选频特性依然可以实现各子载波的正确解调。因此, 设计的冲击滤波器组可以用于子载波无保护间隔的多路MCP-EBPSK信号解调。      

从混合有色噪声背景中提取正弦随相调频信号的方法

提出了从混合有色背景噪声中提取正弦随机调频信号方法－－基于高阶累积量FIR自适应滤波方法。其主要特点是：FIR自适应滤波系数是用输入信号的四阶以上累积量进行更新的；FIR自适应滤波器是收敛于与有用信号类型匹配的滤波器。因此，它既能有效地提取有用信号（匹配信号），又能有效地抑制混合有色噪声（非匹配信号）。仿真结果表明，与短时相关方法相比，该方法是很有效的。     

Hybrid realisation of an adaptive filter for real-time noise-cancelling applications

An efficient hybrid realisation of an adaptive filter for real-time noise-cancelling applications is described. The filter is based on an analogue tapped delay line but its coefficients are digital and are updated according to a simplified l.m.s. algorithm. A single multiplying d.a. device is used for performing the multiplications. The structure of the filter, its performance and processed examples are presented.     

一种全解耦分组二阶Volterra自适应滤波算法

传统的Volterra滤波器运算量大,二次项将稳定分布的尖峰脉冲特性放大,从而影响了算法的收敛性能。针对这些问题．提出了一种二阶Volterra滤波器的全解耦分组算法,对输入数据进行分组排列,有效地降低计算复杂度,每组对应的子滤波器权系数采用全解耦自适应调整算法,有效地降低了非线性项耦合的影响。仿真结果表明了算法的有效性。     

引入双边滤波器优化的彩色滤波阵列插值

基于彩色滤波阵列(CFA)的图像传感器在每个像素 位置获得三原色红(R)、绿(G)和蓝(B)中的一种分量 ,其缺失 分量需要根据周围像素插值得到。目前提出的许多种插值算法,绝大部分采用Bayer排列模 式。本文在色 差恒定假设基础上,提出一种基于双边滤波器的自适应Bayer模型插值算法,对G通道的估计采 用自适应滤波器进行插值,对R和B通道的插值采用双边滤波器。算法利用待插值像素 与不同距离像 素相关性不同的思想,根据图像边缘自适应设定滤波模板,能较准确估计G、B和R、G通 道之间的色差值。 实验结果表明,对比多尺度色差梯度算法和边缘强度滤波等算法,插值后的图像不仅 主观视觉, 且客观评价指标(彩色峰值信噪比,CPSNR)均优于这些算法。     

基于模糊理论的自适应联邦滤波算法研究

针对先验噪声统计特性与实际不符引起卡尔曼滤波精度下降的情况,提出了一种基于模糊自适应联邦卡尔曼滤波方法。算法基于模糊推理思想通过理论残差与实际残差的比值来对观测噪声协方差阵进行加权调整,实现对观测噪声统计特性的实时跟踪,在此基础上,利用信息分配因子对各子滤波器及主滤波器输出进行加权,得到滤波器的全局输出,将此输出周期性反馈给各个子滤波器以校正子滤波系统的偏差。SINS/GPS/TAN组合导航系统的仿真试验表明该算法具有更强的自适应性、滤波精度更高、鲁棒性更强。     

Multiplierless filter‐bank based multicarrier system by using canonical signed digit representation

The filter‐bank based multicarrier (FBMC) system is a candidate for designing the physical layer of a cognitive radio because of its spectral efficiency and the spectral containment. The main drawback of such a system compared with orthogonal frequency division multiplexing systems is its high computation complexity, because each subcarrier is shaped by a non‐rectangular prototype filter. Although poly‐phase decomposition is suggested to decrease the sampling rate of filtering, the number of filtering operations (multiplications) is dramatically increased by the growing number of subcarriers and the amount of the desired spectral containment. Hence, hardware implementation of the FBMC system faces challenges such as high electrical power consumption and large silicon area occupation. In order to reduce computational complexity, a multiplierless filter design based on the canonical signed digit (CSD) representation is proposed. In this technique, at first, a prototype filter is designed. Then a pre‐optimization step is employed to adapt the prototype filter coefficients to system objectives and produce an enriched initial seed for genetic algorithm (GA) optimization. Finally, a customized GA is employed to jointly optimize and synthesize filter coefficients into the finite precision CSD representation so that the system objectives such as intersymbol‐interference, interchannel‐interference, and stop‐band attenuation remain unchanged against the full‐precision representation of coefficients. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.