高效數(shù)字FIR濾波器及濾波器組的設(shè)計(jì).pdf

1、數(shù)字濾波器被廣泛應(yīng)用在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，主要用來降噪和提取有用信息，濾波器的復(fù)雜度與濾波器的過渡帶寬成反比，當(dāng)過渡帶極窄時(shí)，系統(tǒng)的復(fù)雜度會(huì)急劇增加，功耗也越大。頻率響應(yīng)遮蔽技術(shù)(FRM)使用了系數(shù)非常稀疏的子濾波器，可以大大降低窄過渡帶濾波器的復(fù)雜度。
　　濾波器組也是數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)重要的組成部分，主要用來提取各個(gè)子帶信號(hào)，為后續(xù)處理做準(zhǔn)備。目前比較常見的為余弦調(diào)制濾波器組、離散傅里葉變換調(diào)制濾波器組和多相濾波器組，

2、用于軟件無線電收發(fā)，數(shù)字通信，語音信號(hào)處理系統(tǒng)等，本文主要關(guān)注數(shù)字助聽系統(tǒng)中濾波器組的設(shè)計(jì)。
　　本文重點(diǎn)研究了低復(fù)雜度濾波器設(shè)計(jì)和適用于助聽系統(tǒng)的低時(shí)延可重構(gòu)濾波器組設(shè)計(jì)，主要工作如下:
　　1、提出了新型二級(jí)FRM濾波器結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法。FRM技術(shù)是設(shè)計(jì)具有窄過渡帶特性FIR濾波器的一種高效方法，當(dāng)濾波器的過渡帶比較窄的時(shí)候，可以用多級(jí)FRM進(jìn)一步減少其復(fù)雜度。對(duì)于傳統(tǒng)的二級(jí)FRM濾波器，存在以下兩個(gè)約束條件:1）原型濾波

3、器的內(nèi)插因子必須是第二級(jí)遮蔽濾波器內(nèi)插因子的整數(shù)倍;2)第二級(jí)兩個(gè)遮蔽濾波器的內(nèi)插因子相同。本文提出的新型結(jié)構(gòu)打破了這兩個(gè)約束條件，采用新的計(jì)算方法確定各個(gè)子濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)，并結(jié)合非線性優(yōu)化算法聯(lián)合優(yōu)化各個(gè)子濾波器。在新型結(jié)構(gòu)中，假如原型濾波器和第二級(jí)兩個(gè)遮蔽濾波器的內(nèi)插因子分別為M,P，Q，當(dāng)滿足P=Q，M=kP時(shí)，得到的最優(yōu)解與傳統(tǒng)的二級(jí)FRM濾波器相同。當(dāng)有一個(gè)等式不滿足，改進(jìn)型結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度更低，因此新型結(jié)構(gòu)在硬件實(shí)現(xiàn)中

4、功耗更小。
　　2、提出了適用于助聽器的低時(shí)延可重構(gòu)濾波器組。大部分學(xué)者在研究適用于助聽系統(tǒng)的濾波器組時(shí)，主要集中于固定的濾波器組結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)只能為聽力損失患者提供單一的聽力補(bǔ)償。由于不同的聽損患者具有不同的聽力損失特性，固定的濾波器組往往不能提供匹配的響度補(bǔ)償。本文提出了一種具有低時(shí)延特性的可重構(gòu)濾波器組。首先通過余弦調(diào)制低通FIR濾波器得到一個(gè)均勻?yàn)V波器組，然后采用非線性變換將均勻?yàn)V波器組映射為非均勻?yàn)V波器組，最后通過控制參