线性相位余弦调制滤波器组研究

图像子带编码要求滤波器组具有线性相位特性，非线性相位特性可对图像编译码带来影响。现研究了一种具有线性相位的最大抽取FIR余弦调制滤波器组，该滤波器组中每一个滤波器都具有线性相位，且由原型滤波器经余弦序列调制得到。经推导这种滤波器组可以设计成具有近似准确重构（NPR）特性或准确重构（PR）特性，文中分别给出了两种情况下滤波器组应满足的条件。通过对一幅图像的二维可分离滤波实验说明了当原型滤波器满足一定条件时滤波器组是准确重构的。     

M带余弦调制滤波器组的迭代设计算法

余弦调制滤波器组的设计问题通常是关于原型滤波器系数的非凸优化问题,设计的优劣很大程度上取决于设计问题的归结和所采用的求解算法.本文提出了一种基于迭代的设计方法,用于设计近似完全重构的余弦调制滤波器组.该方法通过松弛完全重构条件和运用迭代的思想,将余弦调制滤波器组的设计归结为一个易于求解的优化问题.在该优化问题中,原型滤...     

一种动态调制滤波器组高效结构设计

在电子侦察领域中,由于脉冲压缩雷达信号带宽越来越宽,这就要求电子侦察接收机也应具有较大的瞬时带宽,然而较大的瞬时带宽会导致接收机灵敏度降低。针对该问题,提出一种动态调制滤波器组高效结构设计方法。通过对信号精确重构条件的分析,采用迭代算法设计动态调制滤波器组的原型低通滤波器,并构造出一种动态调制滤波器组高效结构,计算机仿真结果验证了该动态调制滤波器组高效结构可近似精确重构原始信号。该高效结构在降低计算量的同时,提高了接收机的灵敏度。     

临界采样余弦调制滤波器组算法综述

在多速率数字信号处理系统中,余弦调制滤波器组受到广泛关注.它是一种常用的滤波器组,可以通过对低通原型滤波器优化并进行余弦调制得到分析和综合滤波器组,并且可以做到对信号的完全重构,具有计算复杂度低和设计简单等优点.该文综述了余弦调制滤波器组的发展过程及各种算法.     

余弦调制滤波器组的原型滤波器设计

该文提出了一种近似重构的余弦调制滤波器组的原型滤波器设计方法。该方法将原型滤波器表示成A(z2)B(z)的形式(其中B(z)是最平坦FIR滤波器),通过优化低阶FIR滤波器A(z)的通带边缘频率,间接设计原型滤波器。文中给出的设计例子表明,该方法可获得很高阻带衰减的滤波器组。     

过采样精确重构余弦调制滤波器组的设计

本文首先推导出过采样滤波器组精确重构的条件,由于此时所需的约束条件数比临界采样时少,因而可以设计出频域衰减特性更好的滤波器用,然后提出了精确重构约束条件下原型概通江波器的一种新的设计方法,采用矢的二次型约束优化算法,该算法优化方便,收剑速度快,与其它方法相比,滤波器的阻带衰减大。     

调制混合滤波器组的宽带模拟信号采样研究

对于超宽带模拟信号,很难用单个模拟数字转换器（ADC）直接进行采样。该文提出了一种新的并行调制混合滤波器组结构用于实现超宽带模拟信号的采样,首先,将每一路宽带模拟输入信号进行余弦调制,并用相同的低通模拟滤波器均匀分割输入信号的带宽;然后,采用相同的ADC将子带信号数字化;各路子带信号通过上采样器后用数字综合滤波器综合得到原宽带模拟输入信号的数字重构。综合滤波器采用总体最小二乘准则下的特征值滤波器设计方法得到。本文所提出的系统结构不需要使用高速的采样保持电路,降低了系统实现的难度,并且设计的系统具有与其它混合滤波器组相近的重构性能。仿真结果表明了本方法的有效性。      

一种设计近似完全重构非均匀余弦调制滤波器组的新算法

该文提出了一种设计近似完全重构非均匀余弦调制滤波器组的新算法。针对现有合并算法中非均匀滤波器组性能无法直接控制优化的缺点,新算法把非均匀滤波器组的设计问题归纳为一个关于原型滤波器的无约束优化问题,其中目标函数是非均匀滤波器组传递失真与原型滤波器阻带能量的加权和,最后利用线性迭代算法求解该优化问题。理论分析和数值实验表明,新算法获得的非均匀余弦调制滤波器组比现有算法设计的滤波器组整体性能更佳。     

过采样DFT滤波器组的一种简单设计方法

提出了一种几乎完全重构的过采样DFT调制滤波器组的设计方法.分析和综合滤波器组采用了不同的原型滤波器,使得设计自由度大为增加.考虑滤波器组的子带混叠、输出混叠、系统失真要求,推导并给出了相应的设计算法.实验结果证明提出的方法在相同滤波器长度情况下可以得到更好的阻带衰减.     

M带余弦调制滤波器组的设计

本文提出了一种近似重构的M带余弦调制滤波器组的设计方法.该方法将原型滤波器表示成A(z^L)B(z)的形式,通过优化低阶FIR滤波器A(z)的通带边缘频率,间接设计原型滤波器.在优化过程中,采用常用的Parks-McClellan算法设计滤波器A(z).文中给出的设计例子表明,该方法可获得很高阻带衰减的滤波器组.     

Time-domain modified DFT modulated filter banks for multi-carrier transceiver systems

A time domain designing method is proposed for discrete Fourier transform （DFT） modulated filter banks （DFT-FBs） for application in multi-carrier transceiver systems. Instead of using the time-reversed pair limitation between the transmitting /receiving filter pair, the receiving filters in the proposed filter banks are derived from transmitting filters in accordance with the Moore-Penrose generalized inverse matrix. It can be freely obtained to design the transmitting prototype filter, which mainly affects the level of spectral containment. Furthermore, the symbol error rate （SER） performance of the proposed filter bank based trans-multiplexer with one tap equalizer is investigated in ideal channel and multi-path channel environments respectively. Simulation shows that the proposed approach can achieve significant SER reductions when square root raised cosine （RRC） prototype filter is used for comparing with the orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） and the general DFT-FBs based applications.     

Joint use of time-domain and windowed method for design of modulated DFT filter banks

A novel and efficient technique to design modulated discrete Fourier transform （DFT） filter banks is introduced in this paper. The proposed method first relaxes the limits that the synthesis filters are the time-reversed version of the analysis filters and then adopts the time domain formula of the perfect reconstruction property as the solution to design the synthesis filters. The prototype filter in analysis filter banks is designed based on Fourier-Kaiser window approach. Simulation results show that the designed filter banks approximately satisfy the perfect reconstruction with controllable reconstruction errors.     

基于DSP+Builder线性相位滤波器组格型设计与实现

分析了线性相位完全重构滤波器组(LPPRF)的分析滤波器和综合滤波器,研究了一种线性相位滤波器组设计方法,格型结构。通过求解滤波器组的Lattice系数,进行了两通道线性相位完全重构滤波器组的格型结构设计。提出一种设计方案,利用DSP Builder技术,将Matlab/simulink设计工具和QuartusⅡ设计工具结合起来,实现有限冲激响应格型滤波器组.并以一个高阶低通FIR格型滤波器组的实现为例,设计并完成软硬件仿真与验证。结果表明,该方法简单易行,能满足设计要求。     

一类冗余比为2的二维DFT调制滤波器组的设计

本文构建了一类冗余比为2的二维线性相位的双原型离散傅立叶变换（DFT）调制滤波器组。利用原型滤波器的多相位分解,推导出了该滤波器组的完全重构(PR)条件。基于该PR条件,我们将滤波器组的设计归结为一个关于原型滤波器的多相位分量的无约束优化问题。由于原型滤波器是线性相位的,多相位分量之间具有一定的关系,因此我们可以简化该优化问题。仿真结果验证了滤波器组PR条件的正确性。同时,仿真表明了优化算法的有效性,设计所得的滤波器组重构误差很小、频率特性较好,基本满足实际应用的需要。      

基于线性迭代的DFT调制滤波器组的设计算法

该文研究了单原型的DFT调制滤波器组的设计方法。在该方法中,滤波器组的设计问题被归结为一个无约束的优化问题,其目标函数为滤波器组的传递失真、混叠失真和原型滤波器的阻带能量的加权和。结合线性化方法,原型滤波器通过迭代求解。在单步迭代中,原型滤波器的系数通过解析式求解得到。仿真表明,与传统的设计算法相比,本文方法设计所得的DFT调制滤波器组重构误差减小了约40dB,阻带衰减提高了约2dB。并且新算法的计算复杂度明显低于传统算法。     

Optimal design of nonuniform multirate filter banks

The design of general nonuniform filter banks is studied. Contrary to uniform filter banks, in nonuniform filter banks, it may not be possible to achieve perfect reconstruction, but in some cases by using optimization techniques, we can design acceptable filter banks. Here, the initial finite impulse response (FIR) analysis filters are designed according to the characteristics of the input. By the design procedure, the FIR synthesis filters are found so that theH-norm of an error system is minimized over all synthesis filters that have a prespecified order. Then, the synthesis filters obtained in the previous step are fixed, and the analysis filters are found similarly. By iteration, theH-norm of the error system decreases until it converges to its final value. At each iteration, the coefficients of the analysis or synthesis filters are obtained by finding the least squares solution of a system of linear equations. If necessary, the frequency characteristics of the filters can be altered by adding penalty terms to the objective function.This research was supported by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.     

The design of 2-D nonseparable directional perfect reconstruction filter banks

In this paper, we develop a directional 2-D nonseparable filter bank that can perfectly reconstruct the downsampled subband signals. The filter bank represents two powerful image and video processing tools: directional subband decomposition and perfect reconstruction. The directional filter banks consist of (1) the input signal and the subband signals modulation, (2) diamond shape prefilter, and (3) four different parallelogram shape prefilters. This paper addresses the design and implementation of a two-band filter bank that is proved to be able to provide perfect reconstruction of the downsampled subband signals. Finally, we use a conventional 1-D half-band filter as a prototype and then apply the McClellan transform for the specific 2-D diamond shape and parallelogram shape subfilters. This method is extremely simple in designing the analysis/synthesis subfilters for the filter bank.     

用lifting方法设计最优LPPR-FIR滤波器组

该文研究了如何用lifting方法构造线性相位完全重建有限脉冲响应(LPPR-FIR)滤波器组的优化设计问题,即如何转化为一个二次型优化问题.然后把该方法推广到M带FIR滤波器组,考虑在一种特殊情形中如何构造具有线性相位性质的M带PR-FIR滤波器组,最后列举了几个例子说明如何用lifting方法构造M带LPPR-FIR滤波器组。