Diseño e implementación polifásica de bancos de filtros FIR 2D invariante a la rotación basados en prototipos máximamente planos
Autores: Matei, Radu; Chiper, Doru Florin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño e implementación polifásica de bancos de filtros FIR 2D invariante a la rotación basados en prototipos máximamente planos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Enfoque de diseño
Filtros 2D invariantes a la rotación
Respuesta finita al impulso
Bancos de filtros circulares
Función trapezoidal
Dominio de frecuencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un enfoque de diseño para una clase de filtros 2D de respuesta finita al impulso (FIR) de tipo invariante a rotación, que pueden formar bancos de filtros circulares con especificaciones impuestas. El diseño se realiza de forma analítica en el dominio de la frecuencia y parte de un prototipo de pasa bajo maximamente plano basado en una función trapezoidal con ancho y pendiente especificados. Su aproximación trigonométrica se deriva utilizando la serie de Fourier expresada analíticamente, truncada a un número de términos dependiendo de la precisión impuesta. La función trapezoidal elegida conduce a oscilaciones de anillo significativamente más pequeñas en comparación con la aproximación de una característica cuadrada ideal. Al desplazar el prototipo de pasa bajo a varias frecuencias, se genera el banco de filtros deseado, donde los filtros componentes tienen un ancho de banda, pendiente y solapamiento especificados. El banco de filtros circular 2D resulta de aplicar un mapeo de frecuencia específico a la respuesta de frecuencia factorizada del filtro prototipo. Así, las respuestas de frecuencia de los componentes del banco de filtros 2D también resultarán en forma factorizada, lo cual es una ventaja en la implementación. El banco de filtros circular se diseña en dos versiones, un banco de filtros uniforme y otro no uniforme (diádico). Los bancos de filtros diseñados tienen formas precisas y un orden relativamente bajo para los parámetros especificados. Estos bancos de filtros se utilizan luego en una aplicación de descomposición de imagen de subbanda. Finalmente, se propone una implementación eficiente de estos filtros a nivel de sistema basada en la descomposición polifásica y la técnica de filtrado por bloques con un alto grado de paralelismo, lo que resulta en una menor complejidad computacional.
Descripción
Este documento presenta un enfoque de diseño para una clase de filtros 2D de respuesta finita al impulso (FIR) de tipo invariante a rotación, que pueden formar bancos de filtros circulares con especificaciones impuestas. El diseño se realiza de forma analítica en el dominio de la frecuencia y parte de un prototipo de pasa bajo maximamente plano basado en una función trapezoidal con ancho y pendiente especificados. Su aproximación trigonométrica se deriva utilizando la serie de Fourier expresada analíticamente, truncada a un número de términos dependiendo de la precisión impuesta. La función trapezoidal elegida conduce a oscilaciones de anillo significativamente más pequeñas en comparación con la aproximación de una característica cuadrada ideal. Al desplazar el prototipo de pasa bajo a varias frecuencias, se genera el banco de filtros deseado, donde los filtros componentes tienen un ancho de banda, pendiente y solapamiento especificados. El banco de filtros circular 2D resulta de aplicar un mapeo de frecuencia específico a la respuesta de frecuencia factorizada del filtro prototipo. Así, las respuestas de frecuencia de los componentes del banco de filtros 2D también resultarán en forma factorizada, lo cual es una ventaja en la implementación. El banco de filtros circular se diseña en dos versiones, un banco de filtros uniforme y otro no uniforme (diádico). Los bancos de filtros diseñados tienen formas precisas y un orden relativamente bajo para los parámetros especificados. Estos bancos de filtros se utilizan luego en una aplicación de descomposición de imagen de subbanda. Finalmente, se propone una implementación eficiente de estos filtros a nivel de sistema basada en la descomposición polifásica y la técnica de filtrado por bloques con un alto grado de paralelismo, lo que resulta en una menor complejidad computacional.