[发明专利]基于遗传算法的格型数字滤波器

摘要

基于遗传算法的格型数字滤波器，由一系列的基本格型单元级联而成，基本格型单元包括前向传输工作部和后向传输工作部；前向传输工作部包括第一加法器、第二加法器和乘法器，后向传输工作部包括将输入其内的信号存储起来用于下一时刻计算的延时器和第三加法器；滤波器中还设有能生成注入系数集，系数生成模块通过遗传算法获取最优的注入系数集。本发明具有较为简洁实现复杂度的同时，对有限字长效应具有很强的鲁棒性的优点。

主权项

1.基于遗传算法的格型数字滤波器，所述的滤波器由一系列的基本格型单元级联而成，第m级的基本格型单元包括将前向信号f_m(n)从后一级单元向前一级单元传输的前向传输工作部和将后向信号b_m(n)从前一级单元向后一级单元传输的后向传输工作部；其特征在于：所述的前向传输工作部包括第一加法器、第二加法器和乘法器，所述的后向传输工作部包括将输入其内的信号存储起来用于下一时刻计算的延时器和第三加法器；所述的前向信号f_m(n)分别输入第一加法器和第二加法器中，前一级单元输出的后向信号b_m-1(n)暂存于所述的延时器中；前向信号与来自延时器的延时信号在第一加法器中相减后形成的减信号，所述的减信号输入乘法器中与比例系数K_m相乘、形成比例信号，所述的比例信号输入所述的第二加法器中、与前向信号相加形成当前级的前向输出信号f_m-1(n)，所述的比例信号输入所述的第三加法器中、与所述的延时信号相加形成当前级的后向输出信号b_m(n)；向后一级单元的前向输出信号注入一加权过的输入信号θ_mu(n)后形成该后一级单元的前向输入信号；每一级的后向输出信号b_k(n)加权一个抽头系数ψ_k形成加权输出信号ψ_kb_k(n)，将所有的基本格型单元的加权输出信号相加形成滤波器的输出信号所述的滤波器中还设有能生成注入系数集[θ₀，θ₁，Λ，θ_m，Λ，θ_N]，其中θ_m表示与第m级基本格型单元对应的注入系数的系数生成模块；所述的系数生成模块通过遗传算法获取最优的注入系数集，具体步骤如下：(1)随机产生N_p个注入系数集，将这N_p个注入系数集作为当前种群；(2)根据滤波器需要优化的性能确定适应度函数，计算每个注入系数集的适应度值；(3)根据适应度值，采用轮盘赌选择法重新选择N_p个注入系数集，然后对其进一步交叉、变异，形成新的子代种群；(4)判断当前世代是否达到最大遗传代数，若是，则进入步骤(5)，否则，以步骤(3)形成的子代种群作为当前种群，重复执行步骤(2)-(3)；(5)以适应度值最大的注入系数集作为最优注入系数集输出。