第九章多采样率数字信号处理.ppt

实际分解和重建滤波器 理想分解重建滤波器属于非因果系统，物理上无法实现 典型可实现的分析重建滤波器必须具有一定范围的过渡带 两种分解滤波器频率特性 双通道滤波器组精确重建的数学分析 精确重建 条件 抗混叠条件 纯延迟条件 精确重建滤波器的计算 假定已知 由抗混叠条件得： 由纯延迟条件得： 双通道QMF滤波器组 设定两个分解滤波器为： 由H1(z)和H0(z)的抗混叠条件得 两个分解滤波器频响关于pi/2镜像对称 满足上式,具有较好滤波特性的FIR型滤波器的H0(z) 并不存在，Johnson[46]给出了近似满足上述条件的的设计方法，并得到了一系列解 双通道CQF滤波器组 设定两个分解滤波器为： 由H1(z)和H0(z)的抗混叠条件得 式 求解 P(z) 是1/2带（半带）零相位滤波器 双通道滤波器组的双正交重建 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * Digital Signal Processing Digital Signal Processing 第九章 多采样率数字信号处理 数字系统中包含多种采样频率 数字音频信号：广播级采样率为32KHZ，CD级采样率为44.1KHZ，数字磁带DAT是48KHZ 宽频带序列在频域分解成多个频谱互不重叠的窄带序列。窄带信号带宽变小，降低采样率保证各窄带之和的数据量和原宽带序列的数据量相同 ， 9．1序列信号的采样率变换 序列信号的升采样 L倍升采样 升采样序列和原始序列的频谱关系 序列信号的内插运算 升采样后产生L-1个镜像频谱 必须增加抗镜像低通滤波滤去L-1个镜像频谱 内插运算 Matalb用于内插函数运算：Y=interp(x,r,k,alpha) 抗镜像低通滤波后输出连续 序列信号的降采样 M倍降采样：每隔M-1点抽取一点 降采样序列和原始序列的频谱关系 序列信号的抽取运算 降采样后频谱扩展了M倍 必须在降采样前增加抗混叠低通滤波防止扩展后频谱的混叠 抽取运算 Matalb用于抽取函数运算：Y= decimate (x,r,k,alpha) 非整数采样率转换 Matalb非整数采样率运算函数：Y= resample (x,r,k,alpha) 9．2内插和抽取滤波器的设计和实现 内插和抽取滤波的特殊性 内插运算中的数字抗镜像低通滤波器 抽取数字抗混叠低通滤波器 多采样率系统中，FIR数字滤波器的计算效率优于IIR滤波器 内插或抽取滤波器有更高效的实现结构 内插滤波器的设计 抗镜像低通数字滤波器的指标要求： 内插数字抗镜像低通滤波器设计考虑 过渡带要求 通带和阻带纹波提出很高要求 上例仅考虑过渡带要求，并采用balckman窗： 抽取滤波器的设计 内插和抽取数字滤波器的实现结构 级联等效 滤波器的多相分解 I型多相分解结构 II型多相分解结构 Nyquist或1/M带滤波器 某一多相分解满足： 结论： 等间隔地存在零值，计算量减少 FIR型内插滤波实现 FIR型抽取滤波实现 内插和抽取的级联实现 2级内插过程 N1=342 N2=34 2级抽取过程 内插和抽取的多相实现 内插滤波的多相实现 抽取滤波的多相实现 9．3序列信号的子带分解和综合 将信号按频带（子带）进行分解 对不同子带中信号实施不同的编码和处理 综合处理后不同子带中信号，达到降噪、压缩等目的 典型子带分解和综合过程 信号分解成M个均匀分布、互不重叠的子带 M个子带分解后采样点数增加至原来的M倍 带限信号采样频率可降至原来的1/M倍，分解后采样点数不变 分析和综合滤波器的多相结构 精确重建条件： 双通道滤波器组及其精确重建 理想分解和重建滤波器 Digital Signal Processing Digital Signal Processing *