Снижение уровней нелинейных искажений в каналах записи и устройствах высококачественного воспроизведения аудиосигналов м. б. достигнуто использованием адаптивного предварительного фильтра Вольтерра, обеспечивающего коррекцию времязависимых нелинейностей. Такая схема функционирует на основе правила инверсной фильтрации с адаптацией по методу наименьших квадратов, формирующей коэффициенты разложения. Предварительный фильтр представляет собой линию нужного порядка с отводами, снабженными элементами памяти и управляемыми функциями линейной когерентности, уменьшающимися по мере роста числа выборок сигнала. Дан пример компенсации искажений в нелинейной системе 3-го порядка и приведены упрощенные варианты алгоритма. Библ. 16.

Предлагается алгоритм построения бинарных марковских полей, элементы которых могут принимать одно из двух состояний. Алгоритм основан на описании состояний элементов бинарного поля многомерной условной вероятностью. При построении алгоритма предполагается, что: множество-носитель элемента поля задается в определенном виде; каждая строка или столбец поля аппроксимируется в виде простой одномерной цепи Маркова с двумя равновероятными состояниями; автокорреляционная функция имеет экспоненциальный вид. Полученный алгоритм фильтрации удобен для построения адаптивных устройств обработки бинарных изображений, когда сведения о степени корреляции между соседними элементами изображения неизвестны на приемной стороне. Библ. 2.

Рассматривается метод решения задач фильтрации в нелинейных моделях и процессах, получивший название “фильтрации частичек”. В методе использован алгоритм конденсации и байесовская автозагрузка. В фильтрах рассматриваемого метода апостериорное распределение переменных состояния представлено системой частичек, которая адаптивно видоизменяется при поступлении новой информации. Большое количество частичек, необходимое для качественной аппроксимации модели или процесса, в результате последовательных шагов фильтрации обычно стягивается в точку. Предложен метод конструирования “фильтра частичек”, который позволяет построить фильтр с эффективной структурой, исключающей стягивание частичек в точку. Метод иллюстрируется построением фильтра для классической задачи сопровождения по координатам. Библ. 30.

При передаче сообщений с помощью двоичных сигналов в условиях многолучевости амплитуда и задержка сигнала, приходящего по каждому из лучей приобретают случайный характер. Так как условия распространения сигналов по лучам непрерывно изменяются, то амплитуда и задержка сигнала являются непостоянными. Поэтому для обеспечения слежения за параметрами сигнала в каждом из принимаемых лучей необходимо, чтобы приемное устройство одновременно с выделением дискретного параметра двоичного сигнала измеряло бы его амплитуду и задержку.

Системы многочастотной обработки сигналов с помощью рядов цифровых фильтров, содержащих аналитические и синтезирующие ступени и обеспечивающих полную реконструкцию сигналов, не обеспечивают решения задачи оптимизации в условиях нелинейностей. Предлагается новый алгоритм двухканальной зеркальной фильтрации, основанный на использовании процедуры взвешенных наименьших квадратов с оптимизацией параметров по минимаксному критерию. Для фильтра с лестничной структурой предложен итеративный алгоритм формирования коэффициентов передачной функции, обеспечивающий равноволнистость в области подавления. Эксперименты показали, что квадратурная зеркальная фильтровая структура обеспечивает подавления вне полосы пропускания свыше 100 Дб.

Передача сигналов со многими несущими частотами, в частности, в системе с ортогональным мультиплексированием при частотном разделении, работающей в условиях параллельных каналов с неселективными федингами, должна выполнять комплексное выравнивание при одновременном детектировании принимаемых символов сигнала с минимальной ошибкой. В данное статье предлагается метод одновременного выравнивания каналов и детектирования символов, основанный фильтрации Калмана. Представлена модель принимаемого сигнала, в которой дискретные фединговые канала представлены разложением Кархунена-Леве, циклические префиксы исключаются из приемника, а сигналы демодулируются с применением быстрого преобразования Фурье. При этом оценивается статистика канала и его выравнивание с помощью алгоритма рекурсивной оценки состояния фильтра Калмана.

Разработаны алгоритмы синтеза фазовых устройств, основанные на использовании новых соотношений между элементами волновой матрицы передачи для получения выражений, определяющих оптимальные по критерию обеспечения требуемых значений фаз коэффициента отражения и передачи значения параметров их неуправляемых элементов. Показана возможность использования этих результатов для синтеза согласующе-фильтрующих устройств. Синтезированы простейшие схемы фазовых и согласующе-фильтрующих устройств.

Предлагается метод восстановления траекторий случайных процессов в обобщенных условиях наблюдения, характерных для постановки задачи фильтрации. Приводится сравнение результатов, получаемых на основе известного метода Стратоновича (для линейных моделей Калмана) и предлагаемого метода восстановления траекторий, использующего аппарат мат. физики (вариационный метод Лагранжа). Показано, что предлагаемый метод позволяет находить решения в ситуациях, когда известные методы фильтрации испытывают определенные трудности. Библ. 2.

Алгоритмы автоматического обнаружения и выделения объектов, используемые в системах технического зрения (СТЗ) военного и гражданского назначений, разрабатываются с учетом жестких требований к точности и быстродействию, отражающих специфику задач, решаемых такими системами. В частности, вычислительная сложность алгоритма ограничена необходимостью обработки наблюдаемой последовательности кадров в режиме реального времени, а тип алгоритма выбирается исходя из ожидаемых характеристик наблюдаемой последовательности кадров, зависящих от конкретной задачи, решаемой с помощью СТЗ (минимальное отношение С/Ш, диапазон размеров и скорости движения объектов и др.). Известные на сегодняшний день алгоритмы автоматического обнаружения и выделения объектов можно разделить по принципу обработки наблюдаемой последовательности кадров на 3 типа: пространственные, временные и пространственно-временные. Для обработки сюжетов, характеризующихся относительно равномерной фоновой составляющей (например, при наблюдении за летательными аппаратами в воздухе), достаточно эффективно применяются пространственные алгоритмы, а для сюжетов с неоднородным фоном (характерным для случая слежения за наземными транспортными средствами) наиболее подходящими являются временные и пространственно-временные алгоритмы.

Разработан алгоритм снижения влияния узкополосных помех в системах с сигналом с расширенным спектром и со скачкообразной перестройкой несущей частоты (FH-SS). Известный метод FH-SS использует цифровую модуляцию, устойчив к воздействию шумов и помех и используется в некогерентных системах. Несмотря на робастность известный метод FH-SS не устойчив к воздействиям узкополосных помех высокого уровня. Предложен метод преобразования области фильтрации с использованием непрореженного пакета вейвлет-преобразований. Проведенный анализ позволяет ограничить широкий спектр сигнала в поддиапазонах и исключить поддиапазоны, искаженные помехами. Нерегулярная частотно-временная декомпозиция с помощью пакета вейвлет-преобразований позволяет выбрать необходимые фильтровые каналы в древовидной структуре фильтров. Метод имеет преимущества по сравнению с известными методами, что подтверждается эксперим. результатами.

Решена задача совместной фильтрации дискретного и непрерывных параметров шумоподобных сигналов, сформированных на двоичных рекуррентных псевдослучайных последовательностях максимального периода. Сделано предположение, что дискретный параметр представляет собой цепь Маркова, флуктуация амплитуды является рэлеевским марковским процессом, а флуктуации остальных непрерывных параметров – гауссовскими марковскими процессами.

Методы линейной фильтрации и предсказания широко применяются при анализе сложных систем (типа промышленных предприятий) и основываются на анализе набора задержанных измерений непрерывного процесса. Представлена модель оценивания регистрируемых сигналов для линейной времяинвариантной структуры, находящейся под воздействием стационарного шума, и показано, что оптим. оценивание может производиться на основе полиномиальных матриц по минимальной взвешенной дисперсии. Текущее состояние системы, представленное двусторонним преобразованием Лапласа, преобразуется на основе теоремы Парсеваля в процедуру линейного предсказания.

Рассмотрена задача фильтрации бинарных процессов в условиях априорной неопределенности относительно уровней оцениваемого сигнала. На основе принятой марковской модели получен квазиоптимальный адаптивный рекуррентный алгоритм. Особенностью алгоритма является то, что гауссовская аппроксимация применяется лишь для составляющих апостериорного распределения, которое в целом остается негауссовским. Приводятся результаты эксперим. исследований полученного алгоритма.

Вводится метод, объединяющий синтез сигнала с последующей обработкой, на основе решения нелинейной системы уравнений, сформированной по алгоритму работы рекурсивного фильтра. Рассматривается метод синтеза алгоритма цифровой обработки ряда известных оптимальных кодовых последовательностей с уменьшением уровня боковых лепестков. Вводится понятие рекурсивной функции неопределенности. Даются сравнительные характеристики результатов рекурсивной обработки различных оптимальных сигналов. Рассматривается пример синтеза новой кодовой последовательности на основе сигнала Баркера, обладающей хорошими циклическими корреляционными свойствами.

Выбор функции окна, используемой в системах цифровой обработки сигналов, и в частности, цифровых фильтрах с конечной импульсной характеристикой, в значительной степени определяет уровень дополнительных максимумов частотной характеристики, а следовательно, и точность спектрального оценивания. Предлагается новое семейство функций окна, основанное на применении гиперболической зависимости. Показано, что новое представление окна с точки зрения фильтрации занимает промежуточное место между прямоугольным окном и окном Хамминга. Анализ выражения функции показал, что она может варьироваться путем изменения всего двух параметров и имеет характеристики более высокие, чем окно Кайзера-Бесселя. Библ. 8.

Рассматриваются сравнительные характеристики двух алгоритмов адаптивной фильтрации, используемых в речевых модемах и системах мобильной цифровой связи: алгоритма QR-распределения и рекурсивной процедуры адаптации по методу наименьших квадратов и метода масштабированного вращения вектора в тангенциальной плоскости, являющегося модификацией алгоритма вращения Гивенса. Для случаев применения арифметики с плавающей и фиксированной запятой представлены процедуры построения последовательности векторов наблюдения, реализуемой с помощью систолической решетки, и рассмотрена обобщенная модель конечной точности, на основе которой производится сравнение двух алгоритмов. Приведены полученные с помощью двух систолических процедур кривые сходимости процесса адаптации. Библ. 32.