余弦基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、伴隨電子信息應(yīng)用技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字濾波器的作用也與日俱增，各行各業(yè)對(duì)數(shù)字濾波器的要求越來(lái)越高。雖然傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法成熟，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，但由于濾波精確度低，時(shí)間復(fù)雜度高，結(jié)構(gòu)龐大，使用不靈活，濾波效果不太理想。尤其是對(duì)于特定領(lǐng)域的濾波應(yīng)用，傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器往往起不到令人滿意的效果，直接影響到該領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。因此人們致力于各種新型數(shù)字濾波器的研究，努力提高濾波器性能并逐漸擴(kuò)大應(yīng)用的領(lǐng)域?，F(xiàn)代數(shù)字濾波器可以說(shuō)是

2、對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字濾波器的一個(gè)完善與優(yōu)化的過(guò)程，多年來(lái)，很多國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者在數(shù)字濾波器的優(yōu)化與設(shè)計(jì)的問(wèn)題上做了許多研究工作，提出了一些優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并且得到了一些較為理想的效果。數(shù)字濾波器的種類繁多，按濾波器工作的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分有無(wú)限脈沖響應(yīng)（Infinite Impulse Response, IIR）數(shù)字濾波器、有限脈沖響應(yīng)（Finite Impulse Response, FIR）數(shù)字濾波器。相對(duì)于IIR數(shù)字濾波器，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器由于系統(tǒng)

3、更穩(wěn)定且更易于實(shí)現(xiàn)，因此被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。本文概述了FIR數(shù)字濾波器相位與幅度函數(shù)的特性，簡(jiǎn)單敘述了傳統(tǒng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，分析了其不足并指出了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性。
　　本文介紹了兩種典型的前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并給出了這兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型以及算法步驟，分析了他們?cè)诒平绞?、?xùn)練算法等方面的區(qū)別。為了提高數(shù)字濾波器的階數(shù)，增強(qiáng)數(shù)字濾波器的濾波效果，使得濾波器在相同階數(shù)的條件下有更大的阻帶衰減，可將神經(jīng)網(wǎng)

4、絡(luò)算法與 FIR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)合。由于FIR數(shù)字濾波器的幅頻特性函數(shù)是有限長(zhǎng)的傅里葉級(jí)數(shù)，因此可用余弦基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器。
　　本文給出了基于余弦基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的FIR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法，分析了其不足，并對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，即對(duì)徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練步驟的權(quán)值系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，采用遞推最小二乘法對(duì)該權(quán)值進(jìn)行訓(xùn)練，以達(dá)到濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)目的。然后，在改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上對(duì)FIR數(shù)字濾波器做了進(jìn)一步的優(yōu)化。