【技术实现步骤摘要】
涉及特征提取领域，具体涉及基于csd编码乘法器优化的stft加窗方法。
技术介绍
1、短时傅里叶变换(stft)是在信号处理领域中广泛应用的一种时频分析方法。它可以将信号分解成随时间变化的频谱分量，从而可以对信号在不同时间段内的频谱特性进行研究。在硬件结构的研究和生产实现中，研究者们通常关注于stft时域局域化结构，而其中的窗函数选择对于stft的性能和应用至关重要。
2、目前的研究中，研究者们主要集中在矩形窗和hanning窗这两种相对简单的窗函数上。这是因为这两种窗函数在实际应用中具有较好的性能表现，并且它们的硬件实现相对简单，可以实现高吞吐量、低累积误差以及可变跨步长度的硬件结构。
3、矩形窗是最简单的窗函数之一，它在时域上等价于直接截取信号，因此不引入额外的频谱泄漏。这使得它在一些特定场合下非常实用，尤其是当需要精确的频谱分析时。
4、hanning窗则是一种平滑窗函数，它在时域上具有良好的主瓣宽度和副瓣衰减特性，使得它能够在一定程度上减小频谱泄漏问题，同时保持较好的频率分辨率。
5、然而，像hamming、blackman、kaiser等其他同样重要的窗函数在当前的研究和生产实现中却鲜有涉及。这可能是因为这些窗函数的设计更为复杂，需要更高的计算资源和硬件实现难度。然而，这并不意味着它们在实际应用中不重要。事实上，这些窗函数在特定场景下具有独特的优势，比如对于需要更好频谱分辨率或者更低频谱泄漏的应用，选择合适的窗函数非常关键。
6、上述现象导致在处理需要使用其他
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的，在处理需要使用其他窗函数的信号时只能使用原先的高资源消耗的硬件结构，难以满足高吞吐量、实时处理的需求的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
2、一种基于csd编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，所述装置包括：
3、采集连续输入的时间序列数据和窗函数的模块；
4、对所述连续输入的时间序列数据和窗函数进行乘法操作的加窗模块；
5、对进行了乘法操作的所述连续输入的时间序列数据和窗函数进行数据时序整理和顺序变换，得到重叠延时信号的重叠延时模块。
6、进一步，提供一个优选实施方式，所述加窗模块采用动态可重构的模块。
7、进一步，提供一个优选实施方式，所述加窗模块通过csd编码器实现。
8、进一步，提供一个优选实施方式，所述重叠延时模块通过多路选择器实现。
9、进一步，提供一个优选实施方式，所述多路选择器有至少两个。
10、进一步，提供一个优选实施方式，所述装置是基于fpga，由verilog语言实现的。
11、进一步，提供一个优选实施方式，所述重叠函数符合mdcftt结构需要的时序输入。
12、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于csd编码的短时傅里叶变换流水线加窗方法，所述方法包括：
13、采集连续输入的时间序列数据和窗函数的步骤；
14、对所述连续输入的时间序列数据和窗函数进行乘法操作的加窗步骤；
15、对进行了乘法操作的所述连续输入的时间序列数据和窗函数进行数据时序整理和顺序变换，得到重叠延时信号的重叠延时步骤。
16、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行所述的方法。
17、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机，包括处理器和储存介质，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行所述的方法。
18、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案的有益之处在于：
19、高吞吐量：允许高效处理信号，因此具备高吞吐量。这对于需要实时或高速信号处理的应用非常重要，如无线通信、音频处理和图像处理等。
20、低资源消耗：通过优化硬件结构，使其在资源利用方面更加高效，可以降低系统的资源消耗，包括功耗、存储和处理器资源。这对于嵌入式系统和移动设备等资源受限的环境非常有益。
21、动态可重构的加窗结构：支持动态可重构的加窗结构意味着可以根据实际需求动态切换窗函数类型和参数，这增加了系统的灵活性和适用性。用户可以根据不同信号特性选择最适合的窗函数，从而获得更好的分析结果。
22、任意窗函数种类：不受窗函数种类的限制，可以适用于各种窗函数，包括矩形窗、hanning窗、hamming窗、blackman窗、kaiser窗等。这使得系统可以根据具体应用要求选择最合适的窗函数，以获得最佳的频谱分析性能。
23、任意窗函数长度和跨步长度：灵活支持不同窗函数长度和跨步长度，允许用户根据信号的时间分辨率和频率分辨率需求进行自定义设置。这对于适应不同信号特性的分析非常有用。
24、高重叠率硬件结构：支持高重叠率的硬件结构，这意味着可以在相邻时间片段之间有较多的重叠，有助于提高频谱分析的精确性和稳定性。
25、综合而言，在stft的硬件实现中具有出色的灵活性、性能和资源效率。它为信号处理领域提供了一种强大的工具，适用于多种应用，从通信系统到音频处理和图像处理等各个领域。其支持动态可重构的加窗结构和对任意窗函数的灵活支持，使得它特别适合需要高度自定义和实时性能的应用场景。
26、适合应用于stft硬件结构实现中的时域局域化加窗工作中。
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1.一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述加窗模块采用动态可重构的模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述加窗模块通过CSD编码器实现。
4.根据权利要求1所述的一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述重叠延时模块通过多路选择器实现。
5.根据权利要求4所述的一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述多路选择器有至少两个。
6.根据权利要求1所述的一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述装置是基于FPGA，由Verilog语言实现的。
7.根据权利要求1所述的一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述重叠函数符合MDCFTT结构需要的时序输入。
8.一种基于CSD编码的短时傅里叶变换流水线加窗方法，其特征在于，所述
9.计算机储存介质，用于储存计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行权利要求8所述的方法。
10.计算机，包括处理器和储存介质，其特征在于，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行权利要求8所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于csd编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于csd编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述加窗模块采用动态可重构的模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于csd编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述加窗模块通过csd编码器实现。
4.根据权利要求1所述的一种基于csd编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述重叠延时模块通过多路选择器实现。
5.根据权利要求4所述的一种基于csd编码的短时傅里叶变换流水线加窗装置，其特征在于，所述多路选择器有至少两个。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘连胜，孙皓，彭宇，刘大同，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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