專(zhuān)利名稱(chēng)：多率數(shù)字濾波器組實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息科學(xué)中的信號(hào)處理領(lǐng)域，特別涉及一種信號(hào)處理領(lǐng)域中的多率數(shù)字濾波器組的實(shí)現(xiàn)方法。
多率數(shù)字濾波器組應(yīng)用于信號(hào)頻譜的分解和組合，易于抽取信號(hào)的譜分量以及實(shí)施容易有效，隨著信息科學(xué)，特別是信號(hào)處理與通信技術(shù)的發(fā)展，目前在復(fù)用多路通信、圖像壓縮編碼、數(shù)字聲音與電視廣播等方面都有越來(lái)越多的需求；現(xiàn)有多率數(shù)字濾波器組一般是從整體進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)接收端信號(hào)重現(xiàn)條件出發(fā)進(jìn)行的，此條件嚴(yán)峻苛刻，采用的構(gòu)件是經(jīng)典參數(shù)濾波器，其特性簡(jiǎn)單，為了穩(wěn)定性，采用FIR型濾波器，其效率低，緣于這些因素。設(shè)計(jì)時(shí)處理一般困難，有時(shí)存在有難于逾越的缺陷，因此，在一般情況下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分復(fù)雜，迄今幾乎沒(méi)有什么實(shí)用化意義的結(jié)果，常用的是針對(duì)特殊情況下的設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)。
有鑒于此，在一般情況下，如何能提供一種濾波器組的設(shè)計(jì)方案，兼顧設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)同信號(hào)完全重現(xiàn)兩種條件的矛盾，既要做到簡(jiǎn)易和實(shí)用有效，又要能滿(mǎn)足其性能特性均符合所提出的指標(biāo)要求，此正是本發(fā)明研創(chuàng)動(dòng)機(jī)所在。
本發(fā)明人憑借多年從事各類(lèi)信息通信技術(shù)研究生產(chǎn)加工等領(lǐng)域的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在反復(fù)研究論證的基礎(chǔ)上，做一全新設(shè)計(jì)構(gòu)成，終得本發(fā)明的產(chǎn)生。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提出一種多率數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)方法，其是基于單個(gè)濾波器特性相互疊加，以本發(fā)明人曾提出的通帶幅度和延時(shí)特性同時(shí)最佳逼近(等偏離型準(zhǔn)則等)的ⅡR型通用參數(shù)濾波器為基礎(chǔ)作為構(gòu)件以實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)其幅度、延時(shí)特性以及混迭或串話影響要求均能符合所提出的設(shè)計(jì)要求。
本發(fā)明的目的可按下述實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法為第一步根據(jù)整體性能指標(biāo)和具體情況，確定出通路數(shù)M值、估算分析綜合濾波器組的各個(gè)濾波器的具體指標(biāo)要求和確定濾波器的具體傳輸函數(shù)形式和階次，各分析濾波器和其相應(yīng)的綜合濾波器采用同一的；第二步根據(jù)本發(fā)明人曾提出的通用參數(shù)濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)，其阻帶幅度特性采用單調(diào)下降的，各基本濾波器為IIR型式，再在各濾波器相互鄰接區(qū)進(jìn)行特性?xún)?yōu)化，配合采用反混迭或串話影響措施；第三步在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上加入最大內(nèi)插和抽取，最終實(shí)現(xiàn)幅度、延時(shí)特性以及混迭或串話影響均能符合設(shè)計(jì)要求并達(dá)到最佳的多率數(shù)字濾波器組。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的多率數(shù)字濾波器組和已有的技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為由于是基于單個(gè)濾波器特性相互疊加為基礎(chǔ)，因而計(jì)算起來(lái)較簡(jiǎn)單，并可提高計(jì)算精度等；為了使多率數(shù)字濾波器組的混迭或串話失真小，除了上述的抗混迭或串話措施外，濾波器本身也要求其阻帶衰減高，本發(fā)明采用的是效率高的IIR型濾波器，此要求易于實(shí)現(xiàn)，濾波器的階次比其他方法采用的FIR型濾波器可低不少，因而使整體結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化；本發(fā)明使發(fā)送方濾波器組也可以做到其幅度、延時(shí)特性同時(shí)最佳化，這一點(diǎn)有十分重要的意義。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1子帶編碼結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2傳送復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中Hi,I=0,1,2,……M-1為分析濾波器；Fi,I=0,1,2,……M-1為綜合濾波器。
根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，按各濾波器提出的指標(biāo)和起始值，首先設(shè)計(jì)H0、F0，接著設(shè)計(jì)H1、F1，在設(shè)計(jì)H1、F1時(shí)，除對(duì)其通帶的幅度和延時(shí)進(jìn)行最佳逼近外，還要附加優(yōu)化迭代與H0、F0各相鄰接過(guò)渡帶區(qū)的幅度、延時(shí)特性以及采用抗混迭或串話影響措施，然后再固定H1、F1，采用同一方法進(jìn)行H2、F2的設(shè)計(jì)，依次類(lèi)推，直至HM-1、FM-1為止。關(guān)于在各相鄰接過(guò)渡帶區(qū)的處理，要求達(dá)到的目標(biāo)為，各相鄰接濾波器在交界頻率點(diǎn)其幅度值各為0.707，為了抗混迭或串話影響采取措施為Hi,I=±Hi,I偶數(shù)時(shí)取正號(hào)，I奇數(shù)時(shí)取負(fù)號(hào)，并要求兩相鄰接Hi在交界頻率點(diǎn)相位差為±π/2，按上述要求進(jìn)行各濾波器相鄰接過(guò)渡帶共有關(guān)幅度與延時(shí)特性的附加優(yōu)化逼近，以使逼近滿(mǎn)足之，這樣整體濾波器組的設(shè)計(jì)任務(wù)便告完成。
綜上所述，本發(fā)明通過(guò)將設(shè)計(jì)指標(biāo)分解，從個(gè)體向整體進(jìn)行來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，然后將各基本濾波器并接或鏈接，同時(shí)，進(jìn)行最大抽取和內(nèi)插，使實(shí)現(xiàn)的整體濾波器組的幅度和延時(shí)特性以及混迭或串話影響均能符合設(shè)計(jì)要求并達(dá)到最佳。顯然本發(fā)明為一種新穎、獨(dú)創(chuàng)并深具實(shí)用性的新設(shè)計(jì)。以上所述乃是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作的等效改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書(shū)及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)，特此說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種多率數(shù)字濾波器組實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于第一步根據(jù)整體性能指標(biāo)和具體情況，確定出通路數(shù)M值、估算分析綜合濾波器組的各個(gè)濾波器的具體指標(biāo)要求和確定濾波器的具體傳輸函數(shù)形式和階次，各分析濾波器和其相應(yīng)的綜合濾波器采用同一的；第二步根據(jù)本發(fā)明人曾提出的通用參數(shù)濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)，其阻帶幅度特性采用單調(diào)下降，各基本濾波器為IIR型式，再在各濾波器相互鄰接區(qū)進(jìn)行特性?xún)?yōu)化，配合采用反混迭或串話影響措施；第三步在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上加入最大內(nèi)插和抽取，最終實(shí)現(xiàn)幅度、延時(shí)特性以及混迭或串話影響均能符合設(shè)計(jì)要求并達(dá)到最佳的多率數(shù)字濾波器組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號(hào)處理領(lǐng)域中的多率數(shù)字濾波器組的實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明特征在于第一步根據(jù)整體性能指標(biāo)和具體情況,確定出通路數(shù)M值、估算分析綜合濾波器組的各個(gè)濾波器的具體指標(biāo)要求和確定濾波器的具體傳輸函數(shù)形式和階次;第二步根據(jù)本發(fā)明人曾提出的通用參數(shù)濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì),阻帶幅度特性采用單調(diào)下降,各基本濾波器為IIR型式,再在各濾波器相互鄰接區(qū)進(jìn)行特性?xún)?yōu)化;第三步在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上加入最大內(nèi)插和抽取,最終實(shí)現(xiàn)幅度、延時(shí)特性以及混迭或串話影響均能符合設(shè)計(jì)要求并達(dá)到最佳的多率數(shù)字濾波器組。
文檔編號(hào)H03H17/00GK1299188SQ01100208
公開(kāi)日2001年6月13日 申請(qǐng)日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月5日
發(fā)明者劉澤民 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)