完全重构余弦调制滤波器组的设计

摘要

多速率滤波器组在通信信号处理、语音和图像的编码/压缩、自适应滤波、雷达信号处理、快速计算、系统辨识、噪声消除等领域均有着广泛的应用。通过它可以有效地降低信号处理的复杂度、数据传输量和存储量。近年来，余弦调制滤波器组受到了极大的关注并且是被广泛使用的一类多速率滤波器组，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(DCT)得到分析和综合滤波器组，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。 本论文主要讨论了完全重构的余弦调制滤波器组设计方法，其中的重点是完全重构低延迟双正交余弦调制滤波器组和过采样余弦调制滤波器组。 正交余弦调制滤波器组的信号重构延迟在数值上等于低通原型滤波器的阶数，因此较长的滤波器会导致较大的系统延迟。在有些应用中，例如在实时性要求高的信号处理系统中，双正交余弦调制滤波器组不失为一种好的选择，它可以提供可变的信号重构延迟，因而得到广泛的应用。本文提出了一种线性迭代算法，设计完全重构的低延迟双正交余弦调制滤波器组。接下来我们推导了过采样余弦调制滤波器组的完全重构条件，提出了一种迭代算法设计完全重构的过采样余弦调制滤波器组。 余弦调制滤波器组的设计过程经常采用非线性的优化算法，设计复杂并且优化难度大。与传统的非线性优化算法相比，文中提出的算法具有计算复杂度小、计算效率高、结构简单、易于推广等特点。仿真结果证明，文中提出的设计算法在以上两大类滤波器组的设计中是非常有效的。 结束部分，我们总结了前面的内容并提出一些思路和想法供大家借鉴。

目录

文摘

英文文摘

创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1多速率滤波器组概述

1.2滤波器组的发展和分类

1.2.1滤波器组理论发展

1.2.2滤波器组的分类

1.3多速率滤波器组应用实例

1.3.1语音编码压缩

1.3.2语音保密系统

1.4本文所做的主要工作安排

第二章余弦调制滤波器组的基础理论

2.1滤波器组的基本结构元素

2.1.1下采样器的性质

2.1.2上采样器的性质

2.1.3多速率滤波器组中的等效易位性质

2.1.4信号的多相分量表示

2.1.5M通道滤波器组的性质

2.2调制型滤波器组

2.2.1 DFT滤波器组

2.2.2余弦调制滤波器组

2.3余弦调制滤波器组的构造方法

第三章完全重构的双正交余弦调制滤波器组的设计方法

3.1余弦调制滤波器组的完全重构条件

3.2双正交余弦调制滤波器组的原型滤波器特点

3.3应用拉格朗日乘数法的迭代最小均方设计

3.4双正交余弦调制滤波器组的设计实例

第四章完全重构的过采样余弦调制滤波器组的设计方法

4.1过采样余弦调制滤波器组的完全重构条件

4.2过采样余弦调制滤波器组的迭代设计算法

4.3过采样余弦调制滤波器组设计实例

结束语

致谢

参考文献

本人在攻读硕士学位期间完成的论文