对音频信号进行数字滤波的方法和系统、计算机可读介质技术方案

本发明专利技术提供了一种使用调节后的音频滤波器对音频信号进行数字滤波的方法。该调节后的音频滤波器由脉冲响应表示，该脉冲响应包括在其时域中的由绝对值正弦函数表示的波形。从两个调节后的音频滤波器得到一个复合音频滤波器，但是可以使用任意数目的滤波器。该复合滤波器通常包括一起定义表示待滤波的音频信号或频谱的频率带宽的滤波器组。还通过组合针对从0到bpf积分的绝对值的正弦分量的频率响应和针对从1/bpf到0积分的绝对值的正弦分量的频率响应来构建带通滤波器。频率响应可以是针对用于创建复合带通滤波器的这些滤波器中的每个滤波器的频率响应的总和。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求于2013年3月26日递交的第61/805,463号、于2013年5月5日递交第61/819,630号以及于2013年11月12日递交的第61/903,225号美国专利申请的优先权，这些专利申请的内容将被认为通过这些引用结合在此。本申请与全部于2013年3月26日递交的第61/805,406号、第61/805,432号、第61/805,466号、第61/805,469号以及第61/805,449号美国专利申请相关，并且视需要要求这些专利申请的优先权，这些专利申请的内容应当被认为通过这些引用结合在此。
本专利技术广义上涉及一种对音频信号进行数字滤波的方法。具体地但是非排他性地，本披露涉及在音频均衡(EQ)中对音频信号进行数字滤波。本专利技术扩展到其他数字滤波，包括对图像和包括与数字通信和处理相关联的信号的其他信号进行滤波。
技术介绍
在数字记录和回放时，将表示音频的模拟信号转换成适于操纵和存储的数字信号。转换在模数转换器(ADC)中执行。可以在数模转换器(DAC)中将所存储的数字信号转换回模拟信号。使用常规音频设备(如放大器和扬声器)来回放模拟信号。可以在DAC之前操纵数字信号以在回放之前改善它的质量。这种操纵包括音频EQ，其中对音频的频谱的选定部分进行滤波以(例如)补偿频率响应的不规则性。也可以对音频进行滤波以解决它转换成数字信号或转换回模拟信号的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种对音频信号进行数字滤波的方法，所述方法包括以下步骤：提供由一个脉冲响应表示的一个调节后的音频滤波器，该脉冲响应包括在其时域中由一个绝对值正弦函数表示的一个波形；使用该调节后的音频滤波器对该音频信号进行滤波。优选地，所述提供一个调节后的音频滤波器的步骤包括提供多个调节后的音频滤波器，每个滤波器包括在它们的时域中由一个绝对值正弦函数表示的一个波形。更优选地，该方法还包括组合这些调节后的音频滤波器从而提供一个复合音频滤波器的步骤。甚至更优选地，使用该复合音频滤波器对该音频信号进行滤波。还更优选地，该方法还包括在对该音频信号进行滤波之前将该复合音频滤波器的采样率从一个预定采样率增加到一个增加后的采样率的步骤。优选地，增加该复合音频滤波器的采样率的步骤包括：限定位于在该预定采样率下的邻近采样点之间的在该增加后的采样率下的中间采样点；针对这些中间采样点中的每一个中间采样点计算一个加权数，该计算包括以下步骤：(i)在这些邻近采样点中的对应邻近采样点指定与该音频滤波器中的一个音频信号邻近的多个邻近音频信号；(ii)使所指定的这些邻近音频信号中的每个音频信号在相关邻近采样点与该中间采样点之间的时域中移位；(iii)组合这些移位后的邻近音频信号在该中间采样点的值从而得到该加权数；在这些中间采样点中的对应中间采样点将该加权数应用于该滤波器中的该音频信号。优选地，使所指定的这些音频信号在该时域中移位到基本上该邻近采样点与该中间采样点中间。优选地，增加该复合音频滤波器的采样率的步骤包括：限定位于在该预定采样率下的邻近采样点之间的在该增加后的采样率下的中间采样点；针对这些中间采样点中的每个中间采样点计算一个加权数，该计算包括以下步骤：(i)提供一个假设音频信号，该假设音频信号具有与该音频滤波器中的一个音频信号相对应并且在其时域中被移位成与该中间采样点对准的一个波形；(ii)在该时域中扩展该移位后的假设音频信号；(iii)组合该扩展后的假设音频信号在这些邻近采样点处的值从而得到该加权数；在这些中间采样点中的对应中间采样点将该加权数应用于该滤波器中的该音频信号。优选地，该移位后的假设音频信号在该时域中被扩展一个基本上两(2)倍。优选地，一个在调节后的采样率下执行所述组合这些调节后的音频滤波器的步骤，其中，该另一个音频滤波器包括在其邻近采样点中的相邻采样点之间的一个或多个介于中间的采样点。更优选地，用于将该音频滤波器应用于该另一个音频滤波器的该调节后的采样率相对于该另一个滤波器的邻近采样点的数目与介于中间的采样点的数目成反比。优选地，增加该复合音频滤波器的采样率的步骤包括：限定位于在该预定采样率下的邻近采样点之间的在该增加后的采样率下的中间采样点；针对这些中间采样点中的每个中间采样点计算一个加权数，该计算包括以下步骤：(i)提供一个假设音频信号，该假设音频信号具有与该复合音频滤波器中的一个音频信号相对应并且在其时域中被移位成与该中间采样点对准的一个波形；(ii)确定该假设音频信号在这些邻近采样点的值；(iii)组合这些邻近采样点的这些值从而得到该加权数；在这些中间采样点中的对应中间采样点将该加权数应用于该复合音频滤波器的该音频信号。替代地，增加该复合音频滤波器的采样率的步骤包括：定义位于在该预定采样率下的邻近采样点之间的在该增加后的采样率下的中间采样点；针对这些中间采样点中的每个采样点计算一个加权数，该计算包括以下步骤：(i)在这些邻近采样点中的对应邻近采样点指定与该复合音频滤波器中的一个音频信号邻近的邻近音频信号；(ii)组合这些邻近音频信号在该中间采样点的值从而得到该加权数；在这些中间采样点中的对应中间采样点将该加权数应用于该复合音频滤波器的该音频信号。优选地，跨越预定数目的这些邻近采样点应用该加权数。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种计算机或设备可读介质，该计算机或设备可读介质包括用于使用一个调节后的音频滤波器对一个音频信号进行数字滤波的指令，该调节后的音频滤波器包括在其时域中由一个绝对值正弦函数表示的一个波形，在由一个处理器执行时，所述指令使所述处理器使用该调节后的音频滤波器对该音频信号进行滤波。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种用于对音频信号进行数字滤波的系统，所述系统包括：一个调节后的音频滤波器，该调节后的音频滤波器包括在其时域中由一个绝对值正弦函数表示的一个波形；一个处理器，该处理器被配置为用于使用该调节后的音频滤波器对该音频信号进行滤波。根据本披露的又另一个方面，提供了一种对信号进行数字滤波的方法，所述方法包括以下步骤：提供由一个脉冲响应表示的一个调节后的滤波器，该脉冲响应包括在其时域中由一个绝对值正弦函数表示的一个波形；使用该调节后的滤波器对该信号进行滤波。优选地，该信号是从传感器或测量设备的位移得到的电子信号。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对音频信号进行数字滤波的方法，所述方法包括以下步骤：提供由一个脉冲响应表示的一个调节后的音频滤波器，该脉冲响应包括在其时域中由一个绝对值正弦函数表示的一个波形；使用该调节后的音频滤波器对该音频信号进行滤波。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.26 US 61/805,463;2013.03.26 US 61/805,406;1.一种对音频信号进行数字滤波的方法，所述方法包括以下步骤：
提供由一个脉冲响应表示的一个调节后的音频滤波器，该脉冲响应包括在
其时域中由一个绝对值正弦函数表示的一个波形；
使用该调节后的音频滤波器对该音频信号进行滤波。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供一个调节后的音频滤波器
的步骤包括提供多个调节后的音频滤波器，每个滤波器包括在它们的时域中的
由一个绝对值正弦函数表示的一个波形。
3.如权利要求2所述的方法，还包括组合这些调节后的音频滤波器从而
提供一个复合音频滤波器的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，使用该复合音频滤波器对该音频信
号进行滤波。
5.如权利要求4所述的方法，还包括在对该音频信号进行滤波之前将该
复合音频滤波器的采样率从一个预定采样率增加到一个增加后的采样率的步
骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述增加该复合音频滤波器的该采
样率的步骤包括：
定义位于在该预定采样率下的邻近采样点之间的在该增加后的采样率下的
中间采样点；
针对这些中间采样点中的每个中间采样点计算一个加权数，该计算包括以
下步骤：(i)在这些邻近采样点中的对应邻近采样点指定与该音频滤波器中的一
个音频信号邻近的多个邻近音频信号；(ii)使所指定的这些邻近音频信号中的
每个邻近音频信号在相关邻近采样点与该中间采样点之间的时域中移位；(iii)
组合这些移位后的邻近音频信号在该中间采样点的值从而得到该加权数；
在这些中间采样点中的对应中间采样点将该加权数应用于该滤波器中的该

\t音频信号。
7.如权利要求6所述的方法，其中，使所指定的这些邻近音频信号在该
时域中移位到基本上该邻近采样点与该中间采样点中间。
8.如权利要求5所述的方法，其中，所述增加该复合音频滤波器的该采
样率的步骤包括：
定义位于在该预定采样率下的邻近采样点之间的在该增加后的采样率下的
中间采样点；
针对这些中间采样点中的每个中间采样点计算一个加权数，该计算包括以
下步骤：(i)提供一个假设音频信号，该假设音频信号具有与该音频滤波器中的
一个音频信号相对应并且在其时域中被移位成与该中间采样点对准的一个波
形；(ii)在该时域中扩展该移位后的假设音频信号；(iii)组合该扩展后的假设
音频信号在这些邻近采样点处的值从而得到该加权数；
在这些中间采样点中的对应中间采样点将该加权数应用于该滤波器中的该
音频信号。
9.如权利要求8所述的方法，其中，该移位后的假设音频信号在该时域
中被扩展基本上两(2)倍。
10.如权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，在一个调节后的采样
率下执行所述组合这些调节后的音频滤波器的步骤，其中，该另一个音频滤波
器包括在其相邻采样点的相邻采样点之间的一个或多个介于中间的采样点。
11.如权利要求10所述的方法，其中，用于将该音频滤波器应用于该另一
个音频滤波器的该调节后的采样率相对于该另一个滤波器的邻近采样点的数目
与介于中间的采样点的数目成反比。
12.如权利要求5所述的方法，其中，所述增加该复合音频滤波器的该采
样率的步骤包括：
定义位于在该预定采样率下的邻近采样点...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉克伦·保罗·巴拉特，
申请(专利权)人：拉克伦·保罗·巴拉特，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU