自适应滤波制造技术

一种自适应滤波设备和方法，其中至少一个自适应滤波器接收输入信号以及计量设备接收该至少一个自适应滤波器的输出，监视该输出的特性，诸如高频分量的功率，以及在反馈回路中转发校正信号，以调节该至少一个滤波器的特性，从而改变该输出的特性。一种自适应滤波设备（２００）和方法，其中两个低通ＦＩＲ滤波器（２０２，２０４）接收输入信号，加权的加法器（２０６）接收来自两个低通ＦＩＲ滤波器的输出以及改变每个的加权以产生滤波的输出数据，以及控制器（２０８）接收截止频率（２０３），把截止频率提供到该两个低通ＦＩＲ滤波器，以及把信号提供到加权的加法器，用于改变每个低通ＦＩＲ滤波器的加权，以便在它们之间切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及自适应滤波器和执行自适应滤波的方法，并且更具体地，涉及具有改进的输出和/或具有减小的计算复杂性的自适应滤波器和执行自适应滤波的方法相关技术描述在用于超级音频紧凑盘(SA-CD)的建议中，来自Σ-Δ调制器(SDM)的比特流-称为直接流数字(DSD)格式-被直接放到盘上，例如作为64倍过采样的1比特信号。由于这种特性，SA-CD的带宽原则上超过100kHz，其中从0到20kHz处信号噪声比(SNR)高(约120dB)，而从20kHz向上，因为增加的量化，SNR逐渐减小。这种特性示意地显示于附图说明图1，其中实线曲线显示没有音频输入信号的常规的DSD频谱。噪声的这个增加在信号处理时带来潜在的问题，这可以容易地解释。DSD中记录的小信号可能需要放大一个大的倍数。因为DSD信号本身不能被放大(DSD信号包括值为-1和1的1比特字)，所以DSD信号需要被变换成中间格式、放大、和被变换回DSD。变换成中间格式在原则上是一种低通操作，其中低通滤波器的输出是高速率多比特信号。放大操作可以以中间格式来执行。如果如上讨论的，要保持100kHz的带宽，则图1的点线显示的滤波器特性可被使用来进行低通滤波。正如从图1看到的，在低通滤波后仍旧会存在大量噪声(有时，噪声区域-20-100kHz-中的功率大于信号本身的功率)。在把增益因子加到中间信号后，原先的信号被放大，而且噪声信号也被放大。最后，放大的信号可被变换回DSD。这个操作牵涉到把中间的高速率多比特信号馈送到SDM。这可能带来两个问题。首先，加到SDM的输入值不能是任意地大，因此，当放大的信号被输入到SDM时，有使SDM过载并变得不稳定的可能性。由于每次重新量化操作(到中间格式和回到DSD格式)都会增加一些高频噪声，所以，可能发生过载的机会随着执行的每次信号处理操作而增加。一旦发生过载，就无法恢复输出。其次，在超级音频CD系统说明，部分2，“Audio Specification(音频技术规范)”-也称为scarlet book(深红书)-中规定的SA-CD标准，在附录D中，规定了在20kHz以上带宽中允许存在的最大噪声量(RMS)。为了保护扬声器，设置了带宽在40kHz和100kHz之间的最大RMS值。另外，非常可能的情况是虽然原始信号可能与附录D兼容，但放大的版本却可能不兼容。常规地，执行信号处理，直至遇到问题为止，即，或者最后的盘与附录D不兼容，或者出现SDM过载。如果检测到问题，则整个过程重复进行，但是要采用不同的变换滤波器。这些新的滤波器将滤除更多的高频信息，以使得不发生问题。新的滤波器特性例如可以是图1的虚线。这种方法具有的明显缺点是如果在已经执行大量的处理以后发现错误，则所有处理都必须重做，并且低通滤波可能在某些不需要它的情形中施加，因此而不必要地减小中间信号的带宽(尽管要注意的是，中间格式的比特速率将不改变)。从上述内容清楚可知，DSD信号的重新量化并非是无足轻重的任务，且当重新量化时可能发生许多问题。已经认识的其中两个问题是SDM的过载和非兼容的SA-CD DSD流的生成。如上所述，信号的滤波是数字信号处理(DSP)应用中的普通操作。典型情况下因为容易实现线性相位响应而使用FIR滤波器。在涉及到高质量数字音频的应用中，诸如SA-CD，非线性相位是不能接受的，所以不使用IIR滤波器。然而，如果需要自适应(低通)滤波，则使用IIR滤波器，因为如何改变截止频率而在IIR滤波器的音频输出中没有“喀呖”声是已知的。可以应用昂贵的相位校正技术，但是并不能得到合适的或完美的线性相位响应。而且，IIR滤波器在计算方面也是昂贵的。专利技术概要本专利技术的目的是给出改进自适应滤波的解决方案。本专利技术的其它目的是提供在不同的低通滤波器之间切换而在滤波输出中不引入“喀呖”声或其它失真、和/或以具有减小的计算负荷的有效方式来生成滤波器系数的能力。为此，本专利技术提供自适应滤波设备和方法，其中至少一个自适应滤波器接收输入信号以及计量设备接收至少一个自适应滤波器的输出，监视该输出的特性，诸如高频分量的功率，以及在反馈回路中转发校正信号以调节特性。本专利技术还提供自适应滤波设备，其中自适应滤波器是低通滤波器，计量设备是带通滤波器或高通滤波器，以及特性是输出中的高频功率量，以及校正信号升高或降低低通滤波器的高频截止。本专利技术还提供自适应滤波设备和方法，其中调节的特性被逐块地应用到输入信号。本专利技术还提供信号处理设备，包括具有至少一个输入和至少一个输出的信号处理单元和用于该至少一个输入和该至少一个输出的每一个的自适应滤波设备。本专利技术还提供执行自适应滤波的方法，包括接收至少一个自适应滤波器的输出，监视该输出的特性，以及在反馈回路中转发校正信号以调节滤波器特性，以便调节输出特性。本专利技术还提供执行自适应滤波的方法，至少一个自适应滤波器是低通滤波器，以及特性是在输出中的高频的量且校正信号升高或降低低通滤波器的高频截止。为此，本专利技术还提供自适应滤波设备和方法，其中两个低通FIR滤波器接收输入信号，加权的加法器接收来自两个低通FIR滤波器的输出以及改变每个的加权以产生滤波的输出数据，以及控制器接收截止频率，把截止频率提供到该两个低通FIR滤波器，以及把信号提供到加权的加法器，用于改变每个低通FIR滤波器的加权，以便在它们之间切换。本专利技术还提供自适应滤波设备，其中变化的加权被逐块地应用。本专利技术还提供自适应滤波设备，其中自适应滤波器设备工作在正常模式和过渡模式。在正常模式下，自适应滤波器设备不切换滤波器特性，以及自适应滤波器设备的输出是来自于至少两个低通FIR滤波器的仅仅一个滤波器。在过渡模式下，自适应滤波器设备切换滤波器特性，以及自适应滤波器设备的输出是来自于至少两个低通FIR滤波器的一个以上的滤波器。本专利技术还规定在过渡模式下，控制器计算新的滤波器系数以及把新的滤波器系数装载到未使用的低通FIR滤波器，启用该未使用的低通FIR滤波器，在至少一个当前正在使用的低通FIR滤波器与未使用的低通FIR滤波器之间改变加权，以便在它们之间切换，以及停用该至少一个当前在使用的低通FIR滤波器。本专利技术还规定控制器通过使用近似公式计算初始的正弦和余弦值以及使用正弦预测滤波器计算系数而计算新的滤波器系数。本专利技术还规定控制器通过应用预计算的窗口函数和对单位DC增益归一化窗口，而使用正弦预测滤波器计算系数。本专利技术还提供用于执行自适应滤波的方法，包括接收来自至少两个低通FIR滤波器的输出和改变每个滤波器的加权以产生滤波的输出数据，和接收至少一个截止频率，把截止频率提供到该至少两个低通FIR滤波器，以及改变该至少两个低通FIR滤波器的每个滤波器的加权，以便在至少两个低通FIR滤波器之间切换。本专利技术还提供在正常模式下和过渡模式下操作的方法。在正常模式下，该方法不切换滤波器特性，以及输出是来自于该至少两个低通FIR滤波器的仅仅一个滤波器。在过渡模式下，该方法切换滤波器特性，以及输出是来自于该至少两个低通FIR滤波器的一个以上的滤波器。本专利技术还规定过渡模式包括计算新的滤波器系数以及把新的滤波器系数装载到未使用的低通FIR滤波器，启用该未使用的低通FIR滤波器，在至少一个当前正在使用的低通FIR滤波器与未使用的低通FIR滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应滤波设备（１００），包括：至少一个自适应滤波器（１０２），用于接收输入信号（１０１）；以及计量设备（１０４），用于接收该至少一个自适应滤波器（１０２）的输出（１０３），监视该输出（１０３）的特性，和在反馈回路中转发 校正信号（１０５），以调节该特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E詹斯森，D里夫曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]