余弦调制滤波器组的稀疏FIR原型滤波器的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种余弦调制滤波器组的稀疏线性相位FIR原型滤波器的设计方法。具体步骤如下：第1、余弦调制滤波器组的稀疏线性相位FIR原型滤波器设计参数的初始化；第2、迭代计算满足完全重建条件的余弦调制滤波器组的稀疏线性相位FIR原型滤波器，包括单位脉冲响应的非零抽头系数数目、位置以及具系数数值的确定。本发明专利技术可设计低非零抽头数的原型滤波器，滤波器的稀疏性可使其实现所用的加法器乘法器数目减少，从而能提高其运算速度、减小运算误差和降低能耗，进而降低生产成本。

Design method of sparse FIR prototype filter for cosine modulated filter banks

The invention discloses a design method of a sparse linear phase FIR prototype filter of a cosine modulated filter bank. The specific steps are as follows: first, cosine modulated filter banks with sparse linear phase FIR filter prototype parameters initialization; second, to meet the conditions of the iterative calculation of perfect reconstruction cosine modulated filter banks with sparse linear phase FIR filter prototype, including the determination of the unit impulse response of the number of non zero coefficients, and the coefficients of the position. The prototype filter of the invention can design the low non-zero number of taps, sparse filter can make the number of adders and multipliers used to achieve reduction, which can improve the operation speed and reduce the computation errors and reduce energy consumption, thereby reducing the cost of production.

【技术实现步骤摘要】
余弦调制滤波器组的稀疏FIR原型滤波器的设计方法
本专利技术属于数字信号处理
，提供了一种稀疏、高效的余弦调制滤波器组的线性相位FIR(有限脉冲响应)原型滤波器的设计方法。
技术介绍
多速率滤波器组的理论和设计因为其在通信、语音和图像编码/压缩、系统辨识、快速计算等领域有广泛的应用而备受关注。而滤波器组的构成形式一般可分为DFT滤波器组和余弦调制滤波器组。余弦调制滤波器组通过对低通原型滤波器进行优化设计，并通过快速离散余弦变换(DCT)得到分析和综合滤波器组，因其具有计算复杂度低和设计过程简单等优点，在信号处理、通信和生物医学工程等领域有广泛应用。具有稀疏的线性相位FIR(有限脉冲响应)原型滤波器的余弦调制滤波器组是每一通道的滤波器系数具有稀疏特性(非零抽头系数的数目小于滤波器阶数)的滤波器组。稀疏的滤波器其实现所用的加法和乘法器数目远少于与其滤波效果相当的同类滤波器，因此，稀疏的滤波器具有运算速度高、运算误差小和能耗低等优点。目前对于余弦调制滤波器组的设计方法主要分为分别设计滤波器组中的分析滤波器组与综合滤波器组和单独设计低通原型滤波器后经过余弦调制得到滤波器组，而对于已经提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种余弦调制滤波器组的稀疏线性相位FIR原型滤波器的设计方法，其特征在于,该方法按照下述步骤进行：第1、根据余弦调制滤波器组的通道数M，选择通带、过渡带和阻带分别对应的采样数Lp，Lt，Ls和纹波值δp，δt，δs，确定线性相位FIR原型滤波器的初始阶数N，线性相位FIR原型滤波器的抽头系数用向量h表示为：h＝2[h1,h2,…,hm…,hN/2]

【技术特征摘要】
1.一种余弦调制滤波器组的稀疏线性相位FIR原型滤波器的设计方法，其特征在于,该方法按照下述步骤进行：第1、根据余弦调制滤波器组的通道数M，选择通带、过渡带和阻带分别对应的采样数Lp，Lt，Ls和纹波值δp，δt，δs，确定线性相位FIR原型滤波器的初始阶数N，线性相位FIR原型滤波器的抽头系数用向量h表示为：h＝2[h1,h2,…,hm…,hN/2]T(1)其中hm(1≤m≤N/2)代表FIR原型滤波器的第m个抽头系数；将余弦调制滤波器组的稀疏线性相位FIR原型滤波器设计问题转化为如下的数学优化问题：s.t.|Bh-d|≤e(2b)其中||h||0代表0-范数运算，即表示抽头系数向量中非零抽头的个数；“min”与“s.t.”组合的公式(2a)-(2c)表示求解满足(2b)和(2c)要求的||h||0的最小值；采样矩阵B表示为B＝[Bp；Bt；Bs]，其中Bp、Bt和Bs分别代表通带、过渡带和阻带的采样矩阵，表示为其中表示维行向量；(Lp+Lt+Ls)×1维的向量d是离散化的理想频率响应，表示为：其中f(ω)是过渡带要逼近的频率响应函数，表示过渡带的频率采样点；误差向量e为(Lp+Lt+Ls)×...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐微，李怡，缪竟鸿，李安宇，张瑞华，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12