面向經(jīng)濟(jì)型CPU平臺的中值型濾波快速計(jì)算研究.pdf

1、數(shù)字濾波是信息處理中常用的一種重要技術(shù)手段。由于經(jīng)濟(jì)型CPU平臺的存儲容量和處理能力有限，為提高其數(shù)據(jù)處理的實(shí)時性和有效性，需要采用簡單高效的濾波算法。中值濾波是一種簡單、有效的非線性濾波方法，能有效抑制脈沖噪聲，并較好地保持信號的細(xì)節(jié)特征。對中值濾波的不斷研究改進(jìn)，不僅拓展了它的濾波能力，也使其發(fā)展成為包括自適應(yīng)中值濾波和加權(quán)中值濾波等方法在內(nèi)的中值型濾波方法。然而，在濾波性能增強(qiáng)的同時，中值型濾波算法的復(fù)雜度也相應(yīng)增加。因此，研究中

2、值型濾波的快速計(jì)算方法，使之更好地適應(yīng)在線信息處理的要求具有重要的理論與實(shí)際意義。
　　本文通過對中值型濾波方法的時、頻域特性分析，重點(diǎn)研究不影響頻域特性下的中值型濾波快速計(jì)算方法。
　　針對現(xiàn)有中值型濾波方法在對脈沖噪聲點(diǎn)檢測時容易誤判以及方差計(jì)算復(fù)雜度較高等問題，本文提出用極差代替方差來減少濾波實(shí)現(xiàn)過程中脈沖噪聲點(diǎn)檢測所需的計(jì)算量。通過對中值型濾波現(xiàn)有方法的時空間復(fù)雜度的對比與分析，從數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)以及排序方法上改進(jìn)，提出

3、了基于表插入排序和相鄰濾波窗口數(shù)據(jù)相關(guān)性結(jié)合來簡化中值型濾波計(jì)算過程的方法。
　　加權(quán)中值濾波算法拓展了中值型濾波的頻率選擇能力。為了在低端硬件平臺上實(shí)現(xiàn)高效的中值濾波，本文研究了自適應(yīng)窗口長度時中值型濾波的選頻特性。一方面通過對窗口長度變化時權(quán)系數(shù)的選取進(jìn)行簡化，在保持其頻率特性的同時，減少針對不同窗口長度而多次變換權(quán)值所帶來的計(jì)算量，另一方面考慮到小窗口數(shù)據(jù)排序的計(jì)算量遠(yuǎn)低于大窗口的計(jì)算量，據(jù)此設(shè)計(jì)了自適應(yīng)窗口變化時不影響頻率