数字图像处理课件第5章.ppt

* 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** 与本章内容有关的MATLAB函数 [z,p,k]=tf2zp(num,den) [num,den]=zp2tf(z,p,k) [sos,A]=zp2sos(z,p,k) [sos,A]=tf2sos(num,den) [r,p,k]=residuez(num,den) [num1,den1]=residuez(r1,p1,0) [K,C]=tf2latc(num,den) [num,den]=latc2tf(K,C) [y,g]=latcfilt(k,c,x) y=sosfilt(sos,x) * 总结 本章首先介绍了数字滤波器的概念及信号流图描述方法； 接着介绍了IIR与FIR数字滤波器的基本结构，IIR数字滤波器主要有直接型结构、级联型结构、并联型结构和转置型结构；FIR数字滤波器主要有横截型（卷积型、直接型）结构、级联型结构、频率采样型结构及线性相位结构； 数字滤波器的格型结构为选修内容，分全零点、全极点及零极点三种情况作了介绍。 * * * * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 5.4.2 级联型结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 5.4.3 频率采样型结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 5.4.4 FIR线性相位数字滤波器结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 1）zi既不在实轴又不在单位圆上，必然是四个互为倒数的两组共轭对， 如图5-23中(a)所示； 2）zi是单位圆上的复零点，其共轭倒数就是其本身，那么零点是两个一组共轭成对的。如图5-23中的(b)所示； 3）zi是实数又不在单位圆上，其共轭就是其本身，那么零点也是两个一组，互为倒数关系。如图5-22中的(c)所示； 4）zi既在单位圆上又在实轴上，则四个零点都合为一点，因此成单点出现，因为此时，共轭和倒数都是其自身。 如图5-23中的(d)和(e)所示。有三种出现单零点情况：当 满足偶对称，并且N为偶数时；当 满足奇对称，并且N为偶数时 ；当 满足奇对称，并且N为奇数时 。 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 FIR数字滤波器具有多种不同的结构形式，现就其各自结构性能总结如下。 1）直接型结构实现简单，结构相对复杂，需要N-1个延时器和N个常系数乘法器。系数量化会受到有限字长效应影响，从而产生较大误差。 2）级联型结构可以有效控制滤波器的传输零点；需要的系数乘法器比直接型多，乘法运算量大；在不考虑零系数的情况下需要3M（M为滤波器的级联子系统的个数）个乘法器，延时器N-1个。 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 3）线性相位型结构比前两种简单，乘法器个数减半，仍需要N-1个延时器；当N为偶数时乘法器个数为N/2个，N为奇数时为（N+1）/2个。 4）频率采样型结构高度模块化，比线性相位型更为高效，便于时分复用。 系数H(k)就是滤波器在ω = 2πk/N处的频率响应；所有的相乘系数及H(k)都是复数，应将其先化成二阶的实数，乘法运算量较大，需要较多的存储器，结构也比较复杂，所有点都是在单位圆上，由于系数量化的影响，极点就不能被梳状滤波器的零点所抵消，系统稳定性变差。 * 5.4 FIR数字滤波器的基本结构 * 5.5 数字滤波器的格型结构** 数字滤波器格型（lattice）结构是一种模块化结构。 该结构具有如下特点： 便于实现高速并行处理； 一个M阶格型滤波器可以产生从1阶到M阶M个横向滤波器的输出性能； 对有限字长的舍入误差不灵敏。 这种结构在现代谱估计、语音信号处理、自适应滤波、线性预测和逆滤波等方面得到了广泛的应用。 * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤波器的格型结构** * 5.5 数字滤