余弦基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計中的應(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)對數(shù)字濾波器的要求越來越高。雖然傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器設(shè)計方法成熟，實現(xiàn)方式簡單，但由于濾波精確度低，時間復(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)字濾波器可以說是

2、對傳統(tǒng)數(shù)字濾波器的一個完善與優(yōu)化的過程，多年來，很多國內(nèi)外的專家學(xué)者在數(shù)字濾波器的優(yōu)化與設(shè)計的問題上做了許多研究工作，提出了一些優(yōu)化設(shè)計方法，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)定且更易于實現(xiàn)，因此被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。本文概述了FIR數(shù)字濾波器相位與幅度函數(shù)的特性，簡單敘述了傳統(tǒng)數(shù)字濾波器的設(shè)計方法，分析了其不足并指出了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計的必要性。
　　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，分析了他們在逼近方式、訓(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)是有限長的傅里葉級數(shù)，因此可用余弦基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來設(shè)計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)計算法，分析了其不足，并對算法進(jìn)行了改進(jìn)，即對徑向基函數(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該權(quán)值進(jìn)行訓(xùn)練，以達(dá)到濾波器的優(yōu)化設(shè)計目的。然后，在改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上對FIR數(shù)字濾波器做了進(jìn)一步的優(yōu)化。