基于中值算法和Myriad算法的非線性信號處理.pdf

1、基于高斯分布假設(shè)的線性信號處理占據(jù)了傳統(tǒng)信號處理領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。但在實際應(yīng)用中仍存在大量的非高斯信號和噪聲，如水聲信號、語音信號、生物醫(yī)學(xué)信號等都難以用高斯分布來進行準確描述。這種非高斯特性將引起基于高斯假設(shè)所設(shè)計的線性信號處理算法性能顯著退化。因此對非高斯分布信號具有良好濾波特性的非線性濾波器在信號處理領(lǐng)域得到了廣泛認可與重視。 本文基于兩類非高斯隨機過程：廣義高斯分布與穩(wěn)態(tài)分布，通過對分布概率密度函數(shù)位置的極大似然估計得到中

2、值算法與Myriad算法。通過在不同噪聲環(huán)境下，對中值濾波器、Myriad濾波器與傳統(tǒng)線性濾波器輸出特性的比較，充分驗證了非線性濾波器在非高斯信號處理中的優(yōu)勢。仿真結(jié)果顯示，由于具有可變線性度參數(shù)K，使得Myriad濾波器具有廣泛的濾波特性，對服從高斯分布、柯西分布及更為廣泛的穩(wěn)態(tài)分布的噪聲信號都有良好的抑制能力。這種廣泛的適用性使Myriad濾波器能夠在復(fù)雜噪聲環(huán)境有效工作。 為拓展Myriad濾波器的適用范圍，本文通過相位耦合

3、與實部虛部耦合的方法，將復(fù)數(shù)權(quán)重與復(fù)數(shù)信號引入Myriad濾波器，為其進行多通道信號處理提供了可能。經(jīng)Matlab仿真驗證，由此得到的復(fù)數(shù)域Myriad濾波器可有效去除噪聲信號對模與相位的干擾。 非線性濾波器的優(yōu)化設(shè)計對非線性信號處理的有效性與可靠性有著重要影響。本文將遺傳算法應(yīng)用于非線性濾波器權(quán)重的優(yōu)化設(shè)計。作為一種廣泛適用的最優(yōu)化算法，遺傳算法的收斂結(jié)果具有全局最優(yōu)性。通過實驗可得出結(jié)論，相比較基于最小絕對誤差(LMA)的最

4、速下降法，遺傳算法可以獲得更優(yōu)的效果。 為進一步驗證非線性濾波器在實際應(yīng)用中的有效性，本文應(yīng)用Myriad濾波器濾除結(jié)腸壓力信號中的復(fù)雜噪聲含擾。一方面，結(jié)腸壓力信號等生物醫(yī)學(xué)信號通常包含大量復(fù)雜噪聲干擾，另一方面，由某些病變所產(chǎn)生的信號，可能具有很強的脈沖特性，采用線性濾波器可能將這類包含被測者病理信息的重要信號濾除。實驗結(jié)果顯示：通過選擇適當(dāng)?shù)木€性度參數(shù)，Myriad濾波器能在去除結(jié)腸壓力信號中復(fù)雜噪聲的同時，最大限度保留信號