一種音頻濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明設及一種音頻濾波器。
【背景技術】
[0002] 連續(xù)時間濾波器廣泛應用于工程技術中，比如A/D、音頻信號處理系統(tǒng)等，但是其 穩(wěn)定性需要通過計算沖擊響應的絕對值積分是否有界來判別。連續(xù)時間有理數(shù)濾波器穩(wěn)定 性容易確定，在設計和應用中廣受歡迎，但是Alan V.Oppenheim等人在《Signals and Systems》中指出，由于連續(xù)時間有理數(shù)濾波器的頻率響應由頻率復數(shù)多項式構成，功率函 數(shù)在頻域上不夠集中，濾波效果比連續(xù)時間無理數(shù)濾波器要差。2008年Stefan Str址1等人 在Brain Research上發(fā)表題為"Sparse gammatone signal model optimized for English speech does not match the human auditory f liters" 的文章，提出了連續(xù)時 間整數(shù)階Gammatone濾波器，其頻率響應在頻域上更為集中，因而廣泛應用于音頻信號處 理，但是單獨的連續(xù)時間整數(shù)階Gammatone濾波器仍未能取得較好的頻率選擇性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有濾波器技術的不足，提出一種音頻濾波器，在時域和頻域上 更為集中，具有濾波效果好、性能穩(wěn)定，對音頻有更好的降噪效果。
[0004] 所述音頻濾波器由N個分數(shù)階Gammatone濾波器構成;所述音頻濾波器的沖擊響應為 h(t)，
為第i個Gammatone濾波器的沖擊響應，4的=礦'-V 3"*i''c.os卿々+讀如貨;： 其中，41瓜也，。和<1)1分別表示第1個6曰1]11]1曰1:〇]16濾波器沖擊響應的幅度、階數(shù)、衰減因子、 頻率和相位，U (t)代表階躍函數(shù);nil為分數(shù)。
[000引進一步地，第1個6日1皿曰1:0]1日濾波器的頻率響應為出（ω )，令y =.^/11 ,9為微分階 數(shù)，P為分數(shù)；
[0006] DP為微分算子，
[0010]則第i個Gammatone濾波器的頻率響應為
[0011]
[0012] 進一步地，Ai，mi，bi，f i和Φ i分別可w優(yōu)化設計。
[OOU]本發(fā)明的音頻濾波器的沖擊響應由多項式函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、余弦函數(shù)構成，響應在 時頻域中更為集中，頻率選擇性好;此濾波器沖擊響應是指數(shù)下降的，滿足絕對可積的條 件，具有穩(wěn)定性;此濾波器沖擊響應中的參數(shù)，心，1111，131山和(1)1分別可^優(yōu)化設計，具有靈 活性。本發(fā)明的音頻濾波器可W實現(xiàn)更好的音頻降噪效果。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的音頻濾波器的頻率響應圖。
[0015] 圖2是原始飛機噪聲信號的頻譜圖；
[0016] 圖3是采用Butterworth濾波器對圖2的飛機噪聲信號濾波后的頻譜圖；
[0017] 圖4是采用本發(fā)明的音頻濾波器對圖2的飛機噪聲信號濾波后的頻譜圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019] 所述音頻濾波器由N個分數(shù)階Gammatone濾波器構成;所述音頻濾波器的沖擊響應為 h(t)
為第i個Gammatone濾波器的沖擊響應，A舶=命cos卿.冉+.知!佩； 其中，心瓜也，。和(1)端別表示第1個6曰讓曰*0116濾波器沖擊響應的幅度、階數(shù)、衰減因子、 頻率和相位，U (t)代表階躍函數(shù);mi為分數(shù)。
[0020] 進一步地，第i個Gammatone濾波器的頻率響應為出（ω )，令= ,ρ為微分階 數(shù)，Ρ為分數(shù)；
[00別]DP為微分算子，
[0022]
[0023] 廠（Ζ)代表Gamma函數(shù)，
[0024]
[0025] 則第i個Gammatone濾波器的頻率響應為
[0026]
[0044]假設：
[0060] 進一步地，Ai，化，bi，f i和Φ i分別可w優(yōu)化設計。
[0061 ]如圖1所示，其是本發(fā)明的音頻濾波器的頻率響應圖。
[0062] 請對比圖2、圖3與圖4,圖2是原始飛機噪聲信號的頻譜圖，圖3是采用Butterworth 濾波器對圖2的飛機噪聲信號濾波后的頻譜圖，圖4是采用本發(fā)明的音頻濾波器對圖2的飛 機噪聲信號濾波后的頻譜圖。
[0063] 可見，采用本發(fā)明的音頻濾波器對噪聲濾波后，濾波效果更好。
[0064] 本發(fā)明的音頻濾波器的沖擊響應由多項式函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、余弦函數(shù)構成，響應在 時頻域中更為集中，頻率選擇性好;此濾波器沖擊響應是指數(shù)下降的，滿足絕對可積的條 件，具有穩(wěn)定性;此濾波器沖擊響應中的參數(shù)，心，1111，131山和(1)1分別可^優(yōu)化設計，具有靈 活性。本發(fā)明的音頻濾波器可W實現(xiàn)更好的音頻降噪效果。
[0065] 本領域普通技術人員可W理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可W 通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質 中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁 碟、光盤、只讀存儲記憶體（Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體（RandomAccess Memory，RAM)等。
[0066] W上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也視為 本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種音頻濾波器，其特征在于，所述音頻濾波器由N個分數(shù)階Gammatone濾波器構成； 所述音頻濾波器的沖擊響應為Kt)，雌)=V/?,為第i個Gammatone濾波器的沖擊 /=0 響應，A觸=4滬-ig-。邱''口〇>(扣皆+禹如的；其中，A i，m i，b i，f i和d) i分別表示第i個 Gammatone濾波器沖擊響應的幅度、階數(shù)、衰減因子、頻率和相位，U (t)代表階躍函數(shù);Hii為 分數(shù)。2. 如權利要求1所述的音頻濾波器，其特征在于，第i個Gammatone濾波器的頻率響應為 出（《 )，令7' = ?nTT，P為微分階數(shù)，P為分數(shù)； DP為微分算子，廠（Z)代表Gamma函數(shù)，則第i個Gammatone濾波器的頻率響應為3. 如權利要求1或2所述的音頻濾波器，其特征在于，Al,mi，bi，fi和(61分別可W優(yōu)化設 計。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種音頻濾波器，所述音頻濾波器由N個分數(shù)階Gammatone濾波器構成；所述音頻濾波器的沖擊響應為h(t)，hi(t)為第i個Gammatone濾波器的沖擊響應，其中,Ai,mi,bi，fi和φi分別表示第i個Gammatone濾波器沖擊響應的幅度、階數(shù)、衰減因子、頻率和相位，u(t)代表階躍函數(shù)；mi為分數(shù)。所述音頻濾波器在時域和頻域上更為集中，具有濾波效果好、性能穩(wěn)定，對音頻有更好的降噪效果。
【IPC分類】H03H17/00
【公開號】CN105656448
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】凌永權, 張小志, 李志光, 方百立, 梁卓銘, 黃永恆
【申請人】廣東工業(yè)大學, 李志光
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月28日