一种多相插值滤波器及滤波方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种多相插值滤波器及滤波方法，该多相插值滤波器，包括：系数变换单元、多相子滤波器组单元、滤波器还原单元和插值单元；通过利用滤波器系数的对称性质，能够在不增加缓存单元的前提下，降低多相插值滤波器中用于滤波器系数相乘的乘法器数量，从而减少了实现多相插值滤波器所需要的计算资源消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多相插值滤波器及滤波方法
本专利技术涉及信号处理技术，尤其涉及一种多相插值滤波器及滤波方法。
技术介绍
目前，对于有限长单位冲激响应(FIR，FiniteImpulseResponse)滤波器，通常在实现整数倍插值滤波器的功能时，会将原始的滤波器系数按照插值倍数分成多相子滤波器来进行实现，每一相子滤波器均为直接性结构。此时，将原始的滤波器系数分相之后，各相子滤波器的系数个数相同，其各相子滤波器的系数与原始滤波器系数对应相同，以图1所示的两相插值滤波器结构为例，第一相子滤波器和第二相子滤波器的系数个数均为10个，并且各相子滤波器的常规系数与原始滤波器的系数对应相同，由于原始的滤波器系数具有镜像对称的性质，设定图1所示的两相插值滤波器所对应的原始滤波器系数为C(0)，C(1)，C(2)，……，C(19)，那么，这些系数具有镜像对称性质的具体表现为：C(0)＝C(19)，C(1)＝C(18)，C(2)＝C(17)，C(3)＝C(16)，C(4)＝C(15)，C(5)＝C(14)，C(6)＝C(13)，C(7)＝C(12)，C(8)＝C(11)，C(9)＝C(10)；而在图1所示的两相插值滤波器中，第一相子滤波器的系数依次为：C(0)、C(2)、C(4)、C(6)、C(8)、C(10)、C(12)、C(14)、C(16)、C(18)；第二相子滤波器的系数依次为：C(1)、C(3)、C(5)、C(7)、C(9)、C(11)、C(13)、C(15)、C(17)、C(19)。由于原始的滤波器系数具有镜像对称的性质，因此第一相子滤波器的系数组与第二相子滤波器的系数组的逆序是相同的，如图2所示，以相同形状的图案为例进行说明，第一相子滤波器的系数组用实线形状表示，第二相子滤波器的系数组用虚线形状表示，由此可以得知，第一相子滤波器的系数前半部分与第二相子滤波器的系数后半部分对称相同，第一相子滤波器的系数后半部分与第二相子滤波器的系数前半部分对称相同，基于这种系数组逆序相同的关系，图1所示的两相插值滤波器存在对相同的数据data在不同时刻进行重复计算的操作的情况，从而存在计算资源的浪费。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例期望提供一种多相插值滤波器及滤波方法，能够利用滤波器系数的对称性质，减少实现多相插值滤波器所需要的计算资源消耗。本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种多相插值滤波器，所述多相插值滤波器包括：系数变换单元、多相子滤波器组单元、滤波器还原单元和插值单元，其中，所述系数变换单元，用于将原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器的常规系数按照预设的转换规则生成具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组和具有奇对称性质的第二滤波器的系数组；所述多相子滤波器组单元，用于将所述第一滤波器中系数相同的两个延时单元的输出求和后乘以所述相同的系数，并将乘积进行求和；以及，将所述第二滤波器中系数相反的两个延时单元的输出求差后乘以所述相反系数中的一个，并将乘积求和；所述滤波器还原单元，用于分别对多相子滤波器组单元中所述第一滤波器的乘积和以及所述第二滤波器中的乘积和进行相加和相减运算，分别还原得到原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器；所述插值单元，用于根据预设的插值运算规则对所述滤波器还原单元中还原得到的所述原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器进行插值。在上述方案中，所述第一滤波器和所述第二滤波器的阶数与所述原始多相插值滤波器中子滤波器的阶数相同。在上述方案中，所述系数变换单元，具体用于将所述两相子滤波器的常规系数对应相加，得到具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组；以及，将所述两相子滤波器的常规系数对应相减，得到具有奇对称性质的第二滤波器的系数组。在上述方案中，当所述原始多相插值滤波器中的子滤波器没有与其系数具有逆序相同关系的子滤波器时，所述系数变换单元，还用于保留所述子滤波器的系数；相应地，所述多相子滤波器组单元，用于将所述系数变换单元所保留的系数与第三滤波器的延时单元的输出对应相乘，并将乘积求和；其中，所述第三滤波器的阶数与所述子滤波器的阶数相同。在上述方案中，当原始多相插值滤波器中的子滤波器没有与其系数具有逆序相同关系的子滤波器时，所述子滤波器的系数满足镜像对称性质；相应地，所述多相子滤波器组单元，还用于将所述第三滤波器中系数相同的延时单元的输出求和后乘以所述相同的系数，并将乘积求和；其中，所述第三滤波器的阶数与所述子滤波器的阶数相同。第二方面，本专利技术实施例提供了一种滤波方法，所述滤波方法应用于一多相插值滤波器，所述方法包括：所述多相插值滤波器将原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器的常规系数按照预设的转换规则生成具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组和具有奇对称性质的第二滤波器的系数组；所述多相插值滤波器将待滤波数据分别输入至所述第一滤波器和所述第二滤波器；所述多相插值滤波器将所述第一滤波器中系数相同的两个延时单元的输出求和后乘以所述相同的系数，并将乘积进行求和；所述多相插值滤波器将所述第二滤波器中系数相反的两个延时单元的输出求差后乘以所述相反系数中的一个，并将乘积求和；所述多相插值滤波器分别对多相子滤波器组单元中所述第一滤波器的乘积和以及所述第二滤波器中的乘积和进行相加和相减运算，分别还原得到原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器；所述多相插值滤波器根据预设的插值运算规则对所述滤波器还原单元中还原得到的所述原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器进行插值。在上述方案中，所述第一滤波器和所述第二滤波器的阶数与所述原始多相插值滤波器中子滤波器的阶数相同。在上述方案中，所述多相插值滤波器将原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器的常规系数按照预设的转换规则生成具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组和具有奇对称性质的第二滤波器的系数组，具体包括：所述多相插值滤波器将所述两相子滤波器的常规系数对应相加，得到具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组；所述多相插值滤波器将所述两相子滤波器的常规系数对应相减，得到具有奇对称性质的第二滤波器的系数组。在上述方案中，所述当所述原始多相插值滤波器中的子滤波器没有与其系数具有逆序相同关系的子滤波器时，所述方法还包括：所述多相插值滤波器保留所述子滤波器的系数；所述多相插值滤波器将所述保留的系数与第三滤波器的延时单元的输出对应相乘，并将乘积求和；其中，所述第三滤波器的阶数与所述子滤波器的阶数相同。在上述方案中，所述当所述原始多相插值滤波器中的子滤波器没有与其系数具有逆序相同关系的子滤波器时，所述方法还包括：所述多相插值滤波器将所述第三滤波器中系数相同的延时单元的输出求和后乘以所述相同的系数，并将乘积求和；其中，所述第三滤波器的阶数与所述子滤波器的阶数相同。本专利技术实施例提供了一种多相插值滤波器及滤波方法，通过利用滤波器系数的对称性质，能够在不增加缓存单元的前提下，降低多相插值滤波器中用于滤波器系数相乘的乘法器数量，从而减少了实现多相插值滤波器所需要的计算资源消耗。附图说明图1为现有技术中的两相插值滤波器结构示意图；图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相插值滤波器，其特征在于，所述多相插值滤波器包括：系数变换单元、多相子滤波器组单元、滤波器还原单元和插值单元，其中，所述系数变换单元，用于将原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器的常规系数按照预设的转换规则生成具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组和具有奇对称性质的第二滤波器的系数组；所述多相子滤波器组单元，用于将所述第一滤波器中系数相同的两个延时单元的输出求和后乘以所述相同的系数，并将乘积进行求和；以及，将所述第二滤波器中系数相反的两个延时单元的输出求差后乘以所述相反系数中的一个，并将乘积求和；所述滤波器还原单元，用于分别对多相子滤波器组单元中所述第一滤波器的乘积和以及所述第二滤波器中的乘积和进行相加和相减运算，分别还原得到原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器；所述插值单元，用于根据预设的插值运算规则对所述滤波器还原单元中还原得到的所述原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器进行插值。

【技术特征摘要】
1.一种多相插值滤波器，其特征在于，所述多相插值滤波器包括：系数变换单元、多相子滤波器组单元、滤波器还原单元和插值单元，其中，所述系数变换单元，用于将原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器的常规系数按照预设的转换规则生成具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组和具有奇对称性质的第二滤波器的系数组；所述多相子滤波器组单元，用于将所述第一滤波器中系数相同的两个延时单元的输出求和后乘以所述相同的系数，并将乘积进行求和；以及，将所述第二滤波器中系数相反的两个延时单元的输出求差后乘以所述相反系数中的一个，并将乘积求和；所述滤波器还原单元，用于分别对多相子滤波器组单元中所述第一滤波器的乘积和以及所述第二滤波器中的乘积和进行相加和相减运算，分别还原得到原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器；所述插值单元，用于根据预设的插值运算规则对所述滤波器还原单元中还原得到的所述原始多相插值滤波器中具有系数组逆序相同关系的两相子滤波器进行插值。2.根据权利要求1所述的多相插值滤波器，其特征在于，所述第一滤波器和所述第二滤波器的阶数与所述原始多相插值滤波器中子滤波器的阶数相同。3.根据权利要求1所述的多相插值滤波器，其特征在于，所述系数变换单元，具体用于将所述两相子滤波器的常规系数对应相加，得到具有镜像对称性质的第一滤波器的系数组；以及，将所述两相子滤波器的常规系数对应相减，得到具有奇对称性质的第二滤波器的系数组。4.根据权利要求1所述的多相插值滤波器，其特征在于，当所述原始多相插值滤波器中的子滤波器没有与其系数具有逆序相同关系的子滤波器时，所述系数变换单元，还用于保留所述子滤波器的系数；相应地，所述多相子滤波器组单元，用于将所述系数变换单元所保留的系数与第三滤波器的延时单元的输出对应相乘，并将乘积求和；其中，所述第三滤波器的阶数与所述子滤波器的阶数相同。5.根据权利要求1所述的多相插值滤波器，其特征在于，当原始多相插值滤波器中的子滤波器没有与其系数具有逆序相同关系的子滤波器时，所述子滤波器的系数满足镜像对称性质；相应地，所述多相子滤波器组单元，还用于将所述第三滤波器中系数相同的延时单元的输出求和后乘以所述相同的系数，并将乘积求和；其中，所述第三滤波器的阶数与所述子滤波器的阶数相同。6.一种滤波方法，其特征在于，所述滤波方法应用于一多相插值滤波器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：温龙，龚晓亮，马传文，
申请(专利权)人：深圳市中兴微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44