本发明专利技术公开了一种具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组，由分析滤波器组、抽取器、零值内插器和综合滤波器组组成；所述分析滤波器组和综合滤波器组的多相结构均由二输入二输出滤波器模块和特殊二输入二输出模块组成。本发明专利技术二输入二输出滤波器模块中所有滤波器均具有线性相位，因而本发明专利技术小波滤波器组，运算速率与多相结构小波滤波器组的相同，但卷积乘法运算次数减少近一半；克服了其多相滤波器一般不具有线性相位的缺点。本发明专利技术小波滤波器组，运算速率与其多相结构小波滤波器组的相同，但卷积乘法运算次数减少近一半，且在结构上固有一阶消失矩；克服了其多相滤波器一般不具有线性相位的缺点，具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理
，尤其涉及一种具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组。
技术介绍
小波滤波器组(waveletfilterbanks)是一种满足正则性(regularity)的理想重建滤波器组(perfectreconstructionfilterbanks)，广泛应用于信号分析和图像编码等系统中。两通道小波滤波器组的传统结构，由分析滤波器组的分析滤波器H0(z)和H1(z)、抽取器、零值内插器、以及综合滤波器组的综合滤波器F0(z)和F1(z)构成。将分析滤波器H0(z)和H1(z)以及综合滤波器F0(z)和F1(z)进行多相分解，又可将两通道小波滤波器组的传统结构用通用方法转换为多相结构(polyphasestructure)。由于多相结构中的多相滤波器都是并行的，且长度仅为多相分解前的一半，因而多相结构小波滤波器组的运算速率是传统结构小波滤波器组的两倍，这对促进小波滤波器组在高实时性要求领域的应用具有重要意义。两通道小波滤波器组按其滤波器长度为奇数还是偶数，又可分为奇长度和偶长度两类。奇长度的两通道线性相位小波滤波器组，其所有多相滤波器均具有线性相位，而偶长度的两通道线性相位小波滤波器组，其多相滤波器一般不具有线性相位，因而在实现时，乘法运算次数要多一倍。偶长度的两通道线性相位小波滤波器组的多相结构，E0(z)和是滤波器H0(z)的多相滤波器，E1(z)和是滤波器H1(z)的多相滤波器。除了传统多相结构外，偶长度的两通道线性相位小波滤波器组目前还有两种结构，一种是格型结构(latticestructure)，参见文献2(Park，S.Y.andCho，N.I.，“DesignofmultiplierlesslatticeQMF:structureandalgorithmdevelopment，”IEEETrans.CircuitsSyst.II，AnalogDigit.SignalProcess.ExpressBriefs.vol.55no.2，pp173-177，Feb.2008.)，另一种是梯型结构(liftingstructure)，参见文献3(ZhangLeiandAnamitraMakur，“Structurallylinearphasefactorizationof2-channelfilterbanksbasedonlifting”，ICASSP2005，IV，pp.609-612)。小波滤波器组的另一特性是正则性(regularity)，它是通过H0(z)在z＝-1处的零点和H1(z)在z＝1处的零点而得到的。无论小波滤波器组的传统结构还是多相结构，其正则性在小波滤波器组实现后都要发生变化，这是由于滤波器系数的量化字长效应影响，分析滤波器H0(z)在z＝-1处的零点和H1(z)在z＝1处的零点都要发生扰动，使得H0(z＝-1)和H1(z＝1)都不为零。从而在图像处理中导致压缩图像恢复后，出现块状干扰(checkerboarding)。2012100315905号专利申请公布了一中具有两级多相子结构的偶长度两通道线性相位小波滤波器组，但由于其所有滤波器均在在高速率条件下运行，且分析滤波器组的输出经抽取器抽取后，计算结果仅保留一半的数据量，另外有一半被丢掉，因而运算效率低，电能功耗高。现有的具有多级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组，其结构都由多级多相子结构级联而成，且线性相位和理想重建(perfectreconstruction)特性，不受滤波器系数量化的字长效应影响。但正是因为由多级多相子结构级联而成，因而这两种结构的运算速率都明显比多相结构的低。而且，目前尚无简单通用的方法将偶长度的两通道线性相位小波滤波器组的多相结构转换成这两种结构；具有两级多相子结构的偶长度两通道线性相位小波滤波器组，但由于其所有滤波器均在在高速率条件下运行，且分析滤波器组的输出经抽取器抽取后，计算结果仅保留一半的数据量，另外有一半被丢掉，因而运算效率低，电能功耗高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组，旨在解决现有的具有多级多相子结构的偶长度两通道线性相位小波滤波器组和具有两级多相子结构的偶长度两通道线性相位小波滤波器组，运算效率低，电能功耗高的问题。本专利技术是这样实现的，一种具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组，所述具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组由分析滤波器组、抽取器、零值内插器和综合滤波器组组成；所述分析滤波器组和综合滤波器组的多相结构由二输入二输出滤波器模块和特殊二输入二输出模块组成。进一步，所述分析滤波器组二输入二输出滤波器模块由滤波器T0(z)、L1(z)、T1(z)和L0(z)构成；结构具体为，第一输入端(1)分别与滤波器T0(z)(21)的输入端和滤波器L1(z)的输入端相连接，第二输入端(2)分别与滤波器T1(z)(22)的输入端和滤波器L0(z)的输入端相连接，第一输出端(3)分别与滤波器T0(z)(21)的输出端和滤波器L0(z)的输出端相连接，第二输出端(4)分别与滤波器T1(z)(22)的输出端和滤波器L1(z)的输出端相连接。进一步，所述分析滤波器组特殊二输入二输出模块是T0(z)＝1、L0(z)＝1、L1(z)＝1和T1(z)＝-1时的一种特殊二输入二输出滤波器模块，其第一输出端(7)连接于二输入二输出滤波器模块的第一输入端(1)，其第二输出端(8)连接于二输入二输出滤波器模块的第二输入端(2)，其第一输入端(5)连接于第一抽取器(25)的输出端，其第二输入端(6)连接于第二抽取器(26)的输出端，小波滤波器组(30)的输入端(9)连接于第一抽取器(25)的输入端，延迟单元z-1(10)的输出端连接于第二抽取器(26)的输入端，延迟单元z-1(10)的输入端连接于小波滤波器组(30)的输入端(9)，从而构成由分析滤波器H0(z)和H1(z)组成的分析滤波器组的多相结构。进一步，所述在综合滤波器组中，二输入二输出滤波器模块由滤波器T1(z)、-L1(z)、T0(z)和-L0(z)构成，其结构具体为，第一输入端(11)分别与滤波器T1(z)(23)的输入端和滤波器-L1(z)的输入端相连接，第二输入端(12)分别与滤波器T0(z)(24)的输入端和滤波器-L0(z)的输入端相连接，第一输出端(13)分别与滤波器T1(z)(23)的输出端和滤波器-L0(z)的输出端相连接，第二输出端(14)分别与滤波器T0(z)(24)的输出端和滤波器-L1(z)的输出端相连接；特殊二输入二输出模块，其第一输入端(15)连接于二输入二输出滤波器模块的第一输出端(13)，其第二输入端(16)连接于二输入二输出滤波器模块的第二输出端(14)，其第一输出端(17)连接于第一零值内插器(27)的输入端，其第二输出端(18)连接于第二零值内插器(28)的输入端，小波滤波器组(30)的输出端(19)连接于第二零值内插器(28)的输出端，延迟单元z-1(20)的输入端连接于第一零值内插器(27)的输出端，延迟单元z-1(20)的输出端连接于小波滤波器组(30)的输出端(19)，从而构成由综合滤波器F0(z)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组，其特征在于，所述具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组由分析滤波器组、抽取器、零值内插器和综合滤波器组组成；所述分析滤波器组和综合滤波器组的多相结构由二输入二输出滤波器模块和特殊二输入二输出模块组成；所述分析滤波器组二输入二输出滤波器模块由滤波器T0(z)、L1(z)、T1(z)和L0(z)构成；结构具体为，第一输入端分别与滤波器T0(z)的输入端和滤波器L1(z)的输入端相连接，第二输入端分别与滤波器T1(z)的输入端和滤波器L0(z)的输入端相连接，第一输出端分别与滤波器T0(z)的输出端和滤波器L0(z)的输出端相连接，第二输出端分别与滤波器T1(z)的输出端和滤波器L1(z)的输出端相连接；所述分析滤波器组特殊二输入二输出模块是：T0(z)＝1、L0(z)＝1、L1(z)＝1和T1(z)＝‑1时的一种特殊二输入二输出滤波器模块，其第一输出端连接于二输入二输出滤波器模块的第一输入端，其第二输出端连接于二输入二输出滤波器模块的第二输入端，其第一输入端连接于第一抽取器的输出端，其第二输入端连接于第二抽取器的输出端，小波滤波器组的输入端连接于第一抽取器的输入端，延迟单元z‑1的输出端连接于第二抽取器的输入端，延迟单元z‑1的输入端连接于小波滤波器组的输入端，从而构成由分析滤波器H0(z)和H1(z)组成的分析滤波器组的多相结构；所述在综合滤波器组中，二输入二输出滤波器模块由滤波器T1(z)、‑L1(z)、T0(z)和‑L0(z)构成，其结构具体为，第一输入端分别与滤波器T1(z)的输入端和滤波器‑L1(z)的输入端相连接，第二输入端分别与滤波器T0(z)的输入端和滤波器‑L0(z)的输入端相连接，第一输出端分别与滤波器T1(z)的输出端和滤波器‑L0(z)的输出端相连接，第二输出端分别与滤波器T0(z)的输出端和滤波器‑L1(z)的输出端相连接；特殊二输入二输出模块，其第一输入端连接于二输入二输出滤波器模块的第一输出端，其第二输入端连接于二输入二输出滤波器模块的第二输出端，其第一输出端连接于第一零值内插器的输入端，其第二输出端连接于第二零值内插器的输入端，小波滤波器组的输出端连接于第二零值内插器的输出端，延迟单元z‑1的输入端连接于第一零值内插器的输出端，延迟单元z‑1的输出端连接于小波滤波器组的输出端，从而构成由综合滤波器F0(z)和F1(z)组成的综合滤波器组的多相结构。...
【技术特征摘要】
1.一种具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组，其特征在于，所述具有两级多相子结构的两通道线性相位小波滤波器组由分析滤波器组、抽取器、零值内插器和综合滤波器组组成；所述分析滤波器组和综合滤波器组的多相结构由二输入二输出滤波器模块和特殊二输入二输出模块组成；所述分析滤波器组二输入二输出滤波器模块由滤波器T0(z)、L1(z)、T1(z)和L0(z)构成；结构具体为，第一输入端分别与滤波器T0(z)的输入端和滤波器L1(z)的输入端相连接，第二输入端分别与滤波器T1(z)的输入端和滤波器L0(z)的输入端相连接，第一输出端分别与滤波器T0(z)的输出端和滤波器L0(z)的输出端相连接，第二输出端分别与滤波器T1(z)的输出端和滤波器L1(z)的输出端相连接；所述分析滤波器组特殊二输入二输出模块是：T0(z)＝1、L0(z)＝1、L1(z)＝1和T1(z)＝-1时的一种特殊二输入二输出滤波器模块，其第一输出端连接于二输入二输出滤波器模块的第一输入端，其第二输出端连接于二输入二输出滤波器模块的第二输入端，其第一输入端连接于第一抽取器的输出端，其第二输入端连接于第二抽取器的输出端，小波滤波器组的输入端连接于第一抽取器的输入端，延迟单元z-1的输出端连接于第二抽取器的输入端，延迟单元z-1的输入端连接于小波滤波器组的输入端，从而构成由分析滤波器H0(z)和H1(z)组成的分析滤波器组的多相结构；所述在综合滤波器组中，二输入二输出滤波器模块由滤波器T1(z)、-L1(z)、T0(z)和-L0(z)构成，其结构具体为，第一输入端分别与滤波器T1(z)的输入端和滤波器-L1(z)的输入端相连接，第二输入端分别与滤波器T0(z)的输入端和滤波器-L0(z)的输入端相连接，第一输出端分别与滤波器T1(z)的输出端和滤波器-L0(z)的输出端相连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭安金，
申请(专利权)人：西南民族大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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