文档介绍：西北师范大学
硕士学位论文
余弦调制滤波器组的设计及应用研究
姓名:辛守庭
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:杨志民
2009-06
西北师范大学硕士学位论文
摘要
随着现代社会信息量的不断增加,数字信号处理系统中需要处理的数据量越来越
大。为了减少计算量及节省存储空间,在一个信号处理系统中常常需要不同的抽样率及
其相互之间的转换。在此种情况下,从 20 世纪 70 年代开始,多抽样(也叫多速率)数
字信号处理理论开始产生并发展起来。多抽样数字信号处理技术可以有效减小信号处理
的复杂度、降低对数据传输速率的要求和减少数据存储量。
滤波器组是多抽样信号处理中的重要组成部分,它在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方面都得到了广泛的应用。关于滤波器组的设计方法
有多种:有在时域或频域设计的;有从滤波器组整体考虑设计的或从单个通道滤波器考
虑设计的。
近年来,余弦调制滤波器组受到了极大的关注并且被广泛使用,它可以通过对低通
原型滤波器进行优化设计,并通过快速离散余弦变换得。因此该滤波器组具有计算复杂
度低和设计过程简单等优点。
本文对多通道滤波器组的设计理论进行了比较详细的研究。重点研究了多通道余弦
调制滤波器组的设计理论及一种基于线性迭代的优化算法设计余弦调制滤波器组的方
法,这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余弦调制滤波器组。利用此方法设计了一个 6 通道
的滤波器组,用 Matlab 程序软件画出了原型滤波器幅频特性图,分析滤波器组幅频特
性图和综合滤波器组图。进行了误差分析,证明此方法的正确性和有效性。
用所设计的 3 通道滤波器组,在 Matlab/Simulink 环境下对音频文件和实时音频信号
进行了处理。输出信号较好地重构出输入信号,也证明了此方法的正确性和滤波器组的
实用性。
关键词:多速率;余弦调制滤波器组;原型滤波器;分析滤波器组;综合滤波器组;近
似完全重构;

II
西北师范大学硕士学位论文
Abstract
With ever-increasing of the modern society's amount of information, the amount of data
that digital signal processing systems need to deal with is growing. In order to reduce the
amount putation and save storage space, It is often required different sample rates and
their mutual conversion in a signal processing systems. In such a case, multirate digital signal
processing theory generates and develop from 70s of the 20th century. Multirate data signal
processing applying technology can effectively reduce plexity of signal processing,
lower data transmission rate and reduce data storage memory.
The filter banks is the ponent of multirate signal processing, and it is
widely used in many signal processing fields, such as speech signal processing, image
processing and munications, etc. So far, the design way of filter banks have a
variety of methods: Design in the time domain or in frequency domain; Design at the overall
of filter banks or at the single channel of filter banks.
In recent years, Cosine modulated filter banks