文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
基于余弦调制的子带滤波器组的设计
姓名:李伟
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:魏东兴
20071201
摘要自从世纪年代中期提出子带信号处理以来,子带滤波器组在通信信号处理的诸多领域,例如语音信号处理、图像处理和移动通信等领域得到了广泛的应用。子带信号处理技术可以有效减小信号处理的复杂度、降低数据的传输速率和减少数据存储量。滤波器组设计追求的目标是使输出端重构的信号与输入端的原始信号相同。从实际应用角度考虑,在失真控制在一定范围内的条件下,限制少、效率高、实现简单的设计方法更有价值。本文的工作围绕滤波器组的设计理论展开。重点研究了ǖ烙嘞业髦坡瞬ㄆ髯的设计理论。提出了一种基于线性迭代的优化算法来间接设计余弦调制滤波器组。此种方法只需要对一维目标函数进行线性优化,按照此方法可以得到性能良好的原型滤波器,进而得到重构误差较小的近似重构余弦调制滤波器组。本文给出的方法具有相对的设计自由度,可以根据应用需要自定义滤波器组的参数。计算机仿真实验结果表明,利用该方法设计的滤波器组具有较高的阻带衰减和较小的系统失真。在子带编码、自适应子带滤波和语音信号处理等实际应用中,对信号进行分析时往往希望不同的频带有不同的分辨率,因此非均匀划分的滤波器组更受欢迎。以往基于合并算法来获得非均匀滤波器组时,需要分别设计两个通道数不同的均匀滤波器组,整个合并过程复杂,且受限于每个均匀滤波器组的参数。按照本文改进的线性迭代方法来设计出余弦调制滤波器组后,直接合并均匀滤波器组相邻子带就可以获得非均匀的滤波器组,计算机仿真实验结果表明合并后的滤波器组的频带内并没有出现起伏。关键词:余弦调制滤波器组;近似完全重构;非均匀滤波器;线性迭代算法;滤波器组设计大连理工大学硕士学位论文
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独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名:
垃鲍匹甑┰铝大连理工大学学位论文版权使用授权书论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名导师签名:人连理—搜О鋓‘研究生学位论文
髀子带滤波器组概述芝且弧噍自从世纪年代提出子带数字信号处理以来,在三十多年的应用发展过程中,子带滤波器组的研究经历了从基础理论分析到各种理论的丰富完善,发展到现在已经产生了多种子带滤波器组理论、结构和设计方法,其应用也从最初的语音处理扩展到通信、图像编码,压缩、自适应滤波、雷达、快速计算、系统辨识、噪声消除等许多领域。,促使越来越多的研究者开始关注子带滤波器组的设计与应用研究【啤子带滤波器组的基本思想是将输入的全带信号进行频带分裂,即将信号分解成位于不同频带上的子带信号,然后针对各子带信号的特点分别进行处理,最后再由各个经过处理的子带重构信号。如图所示,≤躆一被称为子带分析滤波器,≤射怀莆W哟酆下瞬ㄆ鳎山蛅直鸨硎鞠虏裳抽取蜕喜裳插值糜诟谋洳裳俾剩宰哟滤波器组也称为多速率滤波器组【。墨耐ù德室来瘟诮诱季菡鍪制刀危湮没有空隙,可以去掉冗余的信息。滤波器组的输出信号卫,称为子带信号,。丛而其中,三是滤波器囊的长度。在滤波器组的合成部分,利用子带信号月毓剐号。它是分析分鳃的逆过程。对信号拧寥绱朔治龇纸猓铣桑涠且蛭6宰哟号咒硐啾扔诙匀ù藕舩拇砘崽岣叽淼男阅堋子带滤波器和它们的时移滤波器可以被认为是矢量空间的离散时间基函数。信号的子带分解可以看成是它在这些空问基上的投影。利用不同特征的信号在不同的基上的投影系数的差别,可以分离信号或编码压缩信号。子带编码就是这种变换最早的成功应用例子。假设全带语音信号用俾什裳扛霾裳阌量化,那么数据率是/H绻昧酱瞬ㄆ髯榉纸馊ù藕诺玫接璐藕牛和叻,由于实际的语音信号,其大部分的能量分布在一个特定的低频带内,可以采用分别量化蛓,因为有下采样率宰艿氖萋适是说数据被压缩了。目前,子带滤波器组的应用范围早已超出了数据压缩领域,
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