高斯滤波器在实时系统中的快速实现

高斯滤波器在实时系统中的快速实现高斯滤波器在实时系统中的快速实现作者:武汉市华中理工大学人工智能与图像识别研究所(430074)王广君柳键黄鹰来源:《电子技术应用》摘要:详细讨论了高斯滤波器在单片机系统中的快速实现方法,并给出了对于MCS-51系列单片机的具体实现程序,介绍的方法在实时控制、信号检测与处理方面有很大的实用价值。关键词:滤波器快速实现单片机实时系统滤波器在信号处理、信号检测、通信领域有非常重要的应用,在实时系统中,对滤波器的性能和处理速度有非常严格的要求,特别是快速实时系统中,处理速度至关重要。目前,为满足快速处理的需要,用DSP技术是理想的选择。但是,目前在实时控制系统中,大多是用单片机实现的,它不仅完成信号的采样,还需完成信号的处理和控制等功能,如果单片机系统本身可以完成信号的快速处理任务,将非常方便,我们在一个用MCS-51单片机组成的强噪声背景下的通信系统中,实现了高斯滤波器的快速实现,满足了系统的需要。1算法原理高斯滤波器是一个低通滤波器,其方程,可以证明,高斯滤波器可用均值滤波器多次逼近,一般情况下,大于或等于三次逼近就可近似于高斯滤波器,所以,在设计高斯滤波器时,可以用设计均值滤波器逼近代替高斯滤波器。式中n为当前采样点序号,N为窗口宽度,显然均值滤波器实际上可由一次加法运算,一次减法运算和一次除法运算完成,而与窗口的宽度无关,若取窗口宽度,则除法运算可用移位来取代。(1)式中,两边同乘N可变为:即为了避免除法运算,我们可先采用累加机来代替均值