利用频率掩蔽法设计均匀和非均匀余弦调制滤波器组.pdfVIP

利用频率掩蔽法设计均匀和非均匀余弦调制滤波器组 胡阿丽 ,张子敬 (西安电子科技大学 雷达信号处理重点实验室 　陕西 西安 　710071) 摘 　要 :给出了一种均匀非均匀余弦调制滤波器组的设计方法。采用了频率掩蔽法设计原型滤波器 ,利用迭代算法优 化原型滤波器的脉冲响应系数 ,目标函数表示为脉冲响应系数的四次方 ,非均匀余弦调制滤波器组通过合并均匀余弦调制 滤波器组的相邻的滤波器得到 ,这种方法简单有效。最后的 Matlab 实例仿真验证了此算法的有效性。 关键词 :余弦调制滤波器组 ;频率掩蔽法 ;近似重构 ;迭代算法 中图分类号 : TN713 　　　　　文献标识码 :B 　　　　　文章编号 (2007) 102035204 Designing Uniform and Nonuniform Cosine2modulated Filter Banks Using the Frequency Response Masking Approach HU A′li ,ZHAN G Zijing ( Key Lab. of Radar Signal Processing ,Xidian University ,Xi′an ,710071 ,China) Abstract :A method for designing uniform and nonuniform cosine modulated filter banks is p resented. This method use the f requency response to design the prototype filter. The objective function is expressed as the fourth2order of the filter coeffi2 cient s ,which is minimized by using the iterative algorithm. The nonuniform CMF banks is derived in association with a uniform CMF bank ,each constituent nonuform filter is formed by merging the relevant uniform filters in the associated uniform CMF bank. The method is simple and efficient . A design example is provided to demonst rate the validity of the method. Keywords :cosine2modulated filter banks ;f requency response masking ;near perfect2reconst ruction ;iterative algorithm 收稿日期 :2006210211 基金项目 :国家自然科学基金项目 1 　引 　言 在多速率信号处理中 , M 带最大抽取滤波器组 (QMF) [1 ]已经广泛应用于图像、声音、子带编码和开关转 换等领域。M 通道的滤波器组有两种常用的设计方法 ,即 准确重建 QMF 滤波器组和余弦调制滤波器组。准确重 构 QMF 的设计需要使用复杂的非线性最优化程序。而 余弦调制滤波器组[224 ] 仅需设计原型滤波器 ,然后对原型 滤波器进行余弦调制得到。由于其设计方法简单、可以使 用快速 DCT 技术、优化参数远远小于准确重建 QMF ,所 以在设计中得到广泛应用。 近年来 ,非均匀滤波器组也受到了广泛的关注[ 527 ] 。 他的子带分布根据特殊应用来确定。但是这些设计方法 几乎都相当的复杂。非均匀余弦调制滤波器组的设计[ 8 ] 利用了余弦调制滤波器组设计方法的有效性 ,使用合并法 来设计非均匀滤波器组 ,方法简单。 频率掩蔽法是一种设计宽带窄过渡带滤波器的一种 非常有效的方法。在本文中 ,用频率掩蔽法设计原型滤波 器来实现均匀和非均匀余弦调制滤波器组 ,其中采用了一 种有效的迭代法优化原型滤波器 ,实现非均匀滤波器时采 用了合并法[8 ] 。 2 　频率掩蔽法( FRM) 频率掩蔽法设计的框图如图 1 所示。在此方法中 ,具 有重复频谱的内插基础滤波器及他的互补滤波器分别被 各自的掩蔽滤波器处理 ,以消除镜像。在此过程中 ,两个 掩蔽滤波器在各自的通带范围内均应具有特定的频谱特 征以便最后相加组成所要求的滤波器的频率响应。从 图 1可以清楚的看到整个过程。 图 1 　频率掩蔽法设计的框图 如果基础