專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)處理方法、數(shù)據(jù)處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種信號(hào)處理方法、數(shù)據(jù)處理方法 及裝置。
背景技術(shù)：
在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，傅立葉變換、離散余弦變換(DCT，Discrete cosinetransform)、離散正弦變換(DST, Discrete sine transform)等正交變換有著廣泛 的應(yīng)用，在頻譜分析、圖像編碼和語(yǔ)音編碼等領(lǐng)域的應(yīng)用尤其廣泛。其中，DCT是一種空間變換，DCT變換的最大特點(diǎn)是具有能量緊致性，這就使得以 DCT為基礎(chǔ)的編碼系統(tǒng)會(huì)具有很好的壓縮性能。修正離散余弦變換(MDCT，ModifiedDiscrete Cosine Transform)是在DCT變換 基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)變換方法，變換塊之間具有較好的連續(xù)性，在寬帶及超寬帶數(shù)字音頻編 碼領(lǐng)域，MDCT變換起著至關(guān)重要的作用。直接根據(jù)變換公式進(jìn)行MDCT正變換與逆變換會(huì)導(dǎo)致很高的計(jì)算復(fù)雜度，特別是 對(duì)于點(diǎn)數(shù)較大的MDCT變換，由于其龐大的計(jì)算復(fù)雜度而無(wú)法實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。由于MDCT變換在 實(shí)時(shí)通信領(lǐng)域特別是音頻編碼中的廣泛應(yīng)用，提供一種快速的MDCT變換方法成為一種迫 切的需要。現(xiàn)有的技術(shù)中實(shí)現(xiàn)快速的MDCT變換常用的方法為基于快速傅里葉變換(FFT， Fast FourierTransform)來(lái)實(shí)現(xiàn)MDCT變換的快速化需求。其中，較普遍使用的基于FFT變換實(shí)現(xiàn)的N點(diǎn)快速M(fèi)DCT變換又包含基于N/2點(diǎn) FFT變換實(shí)現(xiàn)的快速M(fèi)DCT變換和基于N/4點(diǎn)FFT變換實(shí)現(xiàn)的快速M(fèi)DCT變換等不同的實(shí)現(xiàn) 方式。在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題使用基于N/4點(diǎn)FFT變換實(shí)現(xiàn)MDCT變換的快速化算法時(shí)，預(yù)旋轉(zhuǎn)及后旋轉(zhuǎn)處理變 換需要至少存儲(chǔ)一個(gè)N/4點(diǎn)的余弦(cosine)表值和一個(gè)N/4點(diǎn)的正弦(sine)表值，共計(jì) N/2點(diǎn)表值。當(dāng)前后旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱(chēng)時(shí)將需要存儲(chǔ)N點(diǎn)表值。當(dāng)N值較大的時(shí)候，增加的存儲(chǔ)量 較高，占用存儲(chǔ)資源較多，也會(huì)影響變換效率。使用基于互質(zhì)因子的快速傅里葉變換算法時(shí)，需要進(jìn)行大量的尋址操作且沒(méi)有考 慮數(shù)據(jù)順序即位的問(wèn)題，進(jìn)行變換時(shí)，需要對(duì)變換后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，才能得到真正的 輸出數(shù)據(jù)，增加了計(jì)算量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種信號(hào)處理方法、數(shù)據(jù)處理方法及裝 置，可以提高信號(hào)處理的效率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例一方面，提供了一種時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法，包括對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
4
使用旋轉(zhuǎn)因子a·妒力+()·5對(duì)所述預(yù)處理獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)所述預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；使用旋轉(zhuǎn)因子b·^^+11·5對(duì)所述離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得頻 域數(shù)據(jù)；所述a、b為常數(shù)，所述N為時(shí)域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，所述 =,。另一方面，提供了一種頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法，包括對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組；使用旋轉(zhuǎn)因子C·灰力+°·5對(duì)所述重組獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)所述預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)所述離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)所述后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，獲得時(shí)域數(shù)據(jù)；所述c、d為常數(shù)，所述N為兩倍的頻域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，所述 =。另一方面，提供了一種數(shù)據(jù)處理方法，包括根據(jù)地址表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換；根據(jù)地址表，對(duì)所述Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉 變換；其中所述P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)；所述地址表為(K1Xr^K2Xn)M，所述M為地址表長(zhǎng) 度，M = PXQ，所述Ii1 = 0，-,P-Ln2 = 0,…，Q_l，K”K2為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足(K1K2)m =0。另一方面，提供了一種時(shí)域到頻域的信號(hào)處理裝置，包括預(yù)處理單元，用于對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；第一預(yù)旋轉(zhuǎn)單元，用于使用旋轉(zhuǎn)因子為a·^·；^5對(duì)所述預(yù)處理單元預(yù)處理獲得的 數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；第一傅里葉變換單元，用于對(duì)所述第一預(yù)旋轉(zhuǎn)單元預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4 點(diǎn)的離散傅里葉變換；第一后旋轉(zhuǎn)單元，用于使用旋轉(zhuǎn)因子b·^^+11·5對(duì)所述第一傅里葉變換單元進(jìn)行離 散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得頻域數(shù)據(jù)。另一方面，提供了一種頻域到時(shí)域的信號(hào)處理裝置，包括重組單元，用于頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組；第二預(yù)旋轉(zhuǎn)單元，用于使用旋轉(zhuǎn)因子為OiF^a5對(duì)所述重組單元重組獲得的數(shù)據(jù) 進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；第二傅里葉變換單元，用于對(duì)所述第二預(yù)旋轉(zhuǎn)單元預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4 點(diǎn)的離散傅里葉變換；第三后旋轉(zhuǎn)單元，用于使用旋轉(zhuǎn)因子d·爐;+<)_5對(duì)所述第二傅里葉變換單元離散傅 里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理；后處理單元，用于對(duì)所述第三后旋轉(zhuǎn)單元后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，獲得 時(shí)域數(shù)據(jù)。
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另一方面，提供了一種數(shù)據(jù)處理裝置，包括地址表單元，用于生成或存儲(chǔ)地址表；第五變換單元，用于根據(jù)所述地址表單元生成或存儲(chǔ)的地址表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P 點(diǎn)離散傅里葉變換；第六變換單元，用于根據(jù)所述地址表單元生成或存儲(chǔ)的地址表，對(duì)第五變換單元 變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換；其中所述P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)；所述地址表為(K1Xr^K2Xn)M，所述M為地址表長(zhǎng) 度，M = PXQ，所述Ii1 = 0，-,P-Ln2 = 0,…，Q_l，K”K2為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足(K1K2)m =0。由以上技術(shù)方案可以看出，由于本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理方法采用的旋轉(zhuǎn)因 子為常數(shù)與％〗+()·5項(xiàng)的乘積，由于具有對(duì)稱(chēng)性，因此，只需要存儲(chǔ)一個(gè)N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表 格即可完成預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理方法 大大降低了存儲(chǔ)量，減少了對(duì)存儲(chǔ)資源的占用，也提高了變換效率。進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例 提供的信號(hào)處理方法在進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理時(shí)不需要使用歸一化因子，節(jié)省了步驟，進(jìn)一步提 高了變換效率。本發(fā)明實(shí)施例引入地址表進(jìn)行FFT變換，根據(jù)地址表進(jìn)行尋址，按照地址表對(duì)應(yīng) 地址讀取輸入數(shù)據(jù)，并按照地址表對(duì)應(yīng)地址存儲(chǔ)輸出數(shù)據(jù)，變換后的數(shù)據(jù)順序即位，不需要 特別進(jìn)行排序，降低了計(jì)算復(fù)雜度，提高了計(jì)算效率。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的實(shí)現(xiàn)方式。圖1為本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例一流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的引入地址表進(jìn)行FFT變換的數(shù)據(jù)處理方法流程圖；圖3為本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例二流程圖；圖4為本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例三流程圖；圖5為本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例四流程圖；圖6為本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例五流程圖；圖7為本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例六流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理裝置結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理裝置結(jié)構(gòu)圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號(hào)處理方法、數(shù)據(jù)處理方法及裝置，可以有效提高信 號(hào)處理的效率。現(xiàn)有技術(shù)中，基于N/4點(diǎn)FFT變換實(shí)現(xiàn)MDCT變換的快速化通常先對(duì)N點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn) 行加窗、重組及預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，將N點(diǎn)的MDCT變換轉(zhuǎn)換成為一個(gè)N/4點(diǎn)的FFT變換，經(jīng)過(guò)FFT 變換后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理得到最終的MDCT系數(shù)。MDCT變換的定義為 其中，A為歸一化因子，并且，A為常數(shù)。根據(jù)MDCT變換定義可以得到

其中^r上述兩式組合后得到
post-rotationf pre-rotation Λ po int s DFT
Σ "υ
+0.125
n=0
Wnk
眾二 0,…,么一 1則基于N/4點(diǎn)FFT變換實(shí)現(xiàn)MDCT變換的正變換具體步驟如下①加窗處理yn = hnxn η = 0，···, N-I其中hn為滿(mǎn)足完全重構(gòu)條件的窗函數(shù)，但并不要求hn為對(duì)稱(chēng)窗，也就是說(shuō)分析與 合成可以用不同的窗，只要分析窗與合成窗能夠共同完成完全重構(gòu)；Xn為輸入數(shù)據(jù)，一般情 況下Xc^N/H為緩存的上一幀數(shù)據(jù)，而xN/2 為當(dāng)前幀數(shù)據(jù)。②數(shù)據(jù)重組Un = (z2n+jzN/2+2n)其中
η = 0，…，Ν/4-1
I Zn+% ~yn~ y%-\~n
= 一少JV-l-n ~ y%+n 或者表示成
《+0.125
"二 U-I
ι Zn = ~y +-i% - y-iM/^n其中旋轉(zhuǎn)因子FFTtu25可以展開(kāi)如下式 進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)及后旋轉(zhuǎn)處理時(shí)需要使用旋轉(zhuǎn)因子^(guān)+°·12Κ+°_125,因此需要至少存 儲(chǔ)一個(gè)Ν/4點(diǎn)的余弦(cosine)表值和一個(gè)Ν/4點(diǎn)的正弦(sine)表值，共計(jì)Ν/2點(diǎn)表值。當(dāng) 前后旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱(chēng)時(shí)將需要存儲(chǔ)N點(diǎn)表值。當(dāng)N值較大的時(shí)候，增加的存儲(chǔ)量較高，占用存儲(chǔ) 資源較多，也會(huì)影響變換效率。本發(fā)明提供的對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例包括對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；使用旋轉(zhuǎn)因子a·巧+°·5對(duì)預(yù)處理獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得頻域數(shù) 據(jù)；其中3、13為常數(shù)力為時(shí)域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，11 = 0，...力/4-1，1^ = 0，...力/4-1，％ = e氣在進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理都可以被稱(chēng)為預(yù)處理，例如在本實(shí)施例 中，預(yù)處理可以為加窗及數(shù)據(jù)重組，也可以為數(shù)據(jù)重組。本發(fā)明提供的對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例包括對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組；使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)重組獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；使用旋轉(zhuǎn)因子d_〖FTa5對(duì)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，獲得時(shí)域數(shù)據(jù)；其中c、d為常數(shù)，N為兩倍的頻域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度， 在進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理都可以被稱(chēng)為后處理，后處理的內(nèi)容通常 要視相應(yīng)時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法中預(yù)處理內(nèi)容而定，例如在本發(fā)明實(shí)施例中，預(yù)處理 為加窗及數(shù)據(jù)重組時(shí)，后處理也為加窗及數(shù)據(jù)重組；預(yù)處理為數(shù)據(jù)重組時(shí)，后處理也為數(shù)據(jù)重組。時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法又可稱(chēng)作正變換，頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法又可稱(chēng) 作逆變換。在正變換與逆變換中的aXbXcXd = 4/N時(shí)，以正變換的輸出數(shù)據(jù)直接作為逆 變換的輸入數(shù)據(jù)，逆變換的結(jié)果可以完成完全重構(gòu)，即恢復(fù)獲得進(jìn)行正變換前的數(shù)據(jù)，在實(shí) 際操作中并不一定需要實(shí)現(xiàn)完全重構(gòu)。由于本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法采用的旋轉(zhuǎn)因子中的巧+°·5項(xiàng)可以展開(kāi)如下式 其中，( + 0.5)) = sin(^ (%-1-η + 0.5)). 因此，爐廣·5具有對(duì)稱(chēng)性，只需要存儲(chǔ)cos(|(n + 0.5))與sin(*(n + 0.5))中任意一個(gè)
N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格即可完成預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理。在傳統(tǒng)MDCT中，為了得到MDCT譜系數(shù)，旋轉(zhuǎn)因子必須取妒;；+°·125及^^+^25 ,而
^rm5及^+°·125是不具有對(duì)稱(chēng)性的，在進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理時(shí)至少需要存儲(chǔ)一個(gè) N/4點(diǎn)的余弦表值和一個(gè)N/4點(diǎn)的正弦表值，本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法實(shí)施例采用的旋 轉(zhuǎn)因子為常數(shù)與爐；Ta5項(xiàng)的乘積，由于妒；；+<)·5具有對(duì)稱(chēng)性，因此，只需要存儲(chǔ)一個(gè)N/4點(diǎn)的數(shù) 據(jù)表格即可完成預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法大 大降低了存儲(chǔ)量，減少了對(duì)存儲(chǔ)資源的占用，也提高了變換效率。進(jìn)一步，本發(fā)明提供的信 號(hào)處理方法在進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理時(shí)不需要使用歸一化因子，節(jié)省了步驟，進(jìn)一步提高了變換 效率?，F(xiàn)以實(shí)例對(duì)本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法實(shí)施例進(jìn)行描述，圖1為本發(fā)明提供的時(shí) 域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例一流程圖，包括101、對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；本步驟中預(yù)處理包括加窗及數(shù)據(jù)重組處理，實(shí)際使用中可以采用其他的預(yù)處理方 式；設(shè)時(shí)域數(shù)據(jù)Xn為輸入數(shù)據(jù)，一般情況下Χ^/Η為緩存的上一幀數(shù)據(jù)，而Χμκ為 當(dāng)前幀數(shù)據(jù)，N為時(shí)域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，在本實(shí)施例中可以取N= 1280。先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗處理yn = hnxn η = 0，...，Ν_1，其中hn為滿(mǎn)足完全重構(gòu)條件的窗函數(shù)，可以被稱(chēng)為分析窗函數(shù)，逆變換時(shí)使用的 窗函數(shù)可以被稱(chēng)為合成窗函數(shù)，分析窗函數(shù)、合成窗函數(shù)可以選用不同的窗函數(shù)，只要分析 窗函數(shù)與合成窗函數(shù)能夠滿(mǎn)足共同完成完全重構(gòu)的條件，對(duì)加窗后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重組，得到 重組后的數(shù)據(jù)Un，滿(mǎn)足Un = (z2n+jzN/2+2n) η = 0，...，Ν/4-1其中 102、使用旋轉(zhuǎn)因子a·^^·5對(duì)預(yù)處理獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理。將重組數(shù)據(jù)Un
進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子η = 0，···，Ν/4_1。其中 =cos(^)-ysin(^)
a為常數(shù)。旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)為a-ffT°_5·、。本實(shí)施例中可以選取a = ^由于旋轉(zhuǎn)因子中的b+。5項(xiàng)可以寫(xiě)成以下形式
VN。W^W廣.5 =e-^Lcos(j^)_.sin(2^+Q.5)) 或者表示成
n = 0,
ζη = yn-% - y^-n η = %,···,%-ι
滿(mǎn)
cos(| (η + 0.5)) = sin(| (興一1 - + 0.5))
Sin(|(n + 0.5)) = COS(|("/-l-n + 0.5))條件，因此具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中只需要存儲(chǔ)一個(gè)Ν/4
點(diǎn)的sine或者cosine數(shù)據(jù)表格即可。本實(shí)施例只存儲(chǔ)了一個(gè)N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格，表格中
數(shù)值的表達(dá)式為(夸("+ 0.5)) n = 0,…，319。 103、對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換(DFT，本步驟中可以選用普通的N/4點(diǎn)的DFT變換，也可以選用其他各種N/4點(diǎn)的快速 傅立葉變換(FFT, Fast Fourier Transform)。進(jìn)一步，步驟103中，可以在M = N/4 = PXQ，P、Q為正整數(shù)且P與Q互質(zhì)時(shí)，使用 基于地址表尋址的FFT變換，其中地址表長(zhǎng)度為M。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的引入地址表進(jìn)行FFT變換的數(shù)據(jù)處理方法流程圖，包其中K^ K2為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足(K1K)m = 0，以K1K2 = Z，<Z>M的意義為Z對(duì)M 的模，即Z除以M的余數(shù)。本步驟可以提前進(jìn)行，與步驟101、102沒(méi)有順序關(guān)系，也就是說(shuō)
地址表I可以預(yù)先計(jì)算并存儲(chǔ)。地址表I中存儲(chǔ)的地址需要可以遍歷0，1，......M-1，和
輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一映射，以確定數(shù)據(jù)的順序關(guān)系。地址表I在滿(mǎn)足這種一對(duì)一映射關(guān)系 時(shí)，需要滿(mǎn)足以下三個(gè)條件①K1為Q的正整數(shù)倍，和/或K2為P的正整數(shù)倍；②K1與P互質(zhì)；③K2與Q互質(zhì)。本實(shí)施例中可以取P = 64，Q = 5，K1 = 65，K2 = 256，M = N/4 = 320，因此地址 表I的表達(dá)式可以寫(xiě)成I = <65n1+256n2>320其中， =()，...，63，n2 = 0，...，4。地址表I可以以數(shù)組的形式存儲(chǔ)在表格中，例如I [n2 X nj的一維數(shù)組，或者I [nj [n2]的二維數(shù)組。假設(shè)地址表I 為 M = 320 點(diǎn)的地址表，K1 = 65,K2 = 256，Q = 5，P = 64，QXP = 5X64點(diǎn)；如果地址表I存儲(chǔ)為Ib2Xn1]的一維數(shù)組Idx [QX P]={0,65,130，195，260，5，70，135，200，265，10，75，140，205，270，15，80，145，210， 275，20，85，150，215，280，25，90，155，220，285，30，95，160，225，290，35，100，165，230，295， 40，105，170，235，300，45，110，175，240，305，50，115，180，245，310，55，120，185，250，315， 60，125，190,255,256，1，66，131，196，261，6，71，136，201，266，11，76，141，206，271，16，81，146， 211，276，21，86，151，216，281，26，91，156，221，286，31，96，161，226，291，36，101，166,231，
括
1031、生成地址表I。地址表I滿(mǎn)足如下公式 I = (K1Xn^K2Xn2)M 叫=0，—, P-I
n2 = 0，…，Q-I
10296，41，106，171，236，301，46，111，176，241，306，51，116，181，246，311，56，121，186，251， 316,61,126，191，192，257，2，67，132，197，262，7，72，137，202，267，12，77，142，207，272，17，82， 147，212，277，22，87，152，217，282，27，92，157，222，287，32，97，162，227，292，37，102，167， 232，297，42，107，172，237，302，47，112，177，242，307，52，117，182，247，312，57，122，187， 252,317,62,127，128，193，258，3，68，133，198，263，8，73，138，203，268，13，78，143，208，273，18， 83，148，213，278，23，88，153，218，283，28，93，158，223，288，33，98，163，228，293，38，103， 168，233，298，43，108，173，238，303，48，113，178，243，308，53，118，183，248，313，58，123， 188,253,318,63,64，129，194，259，4，69，134，199，264，9，74，139，204，269，14，79，144，209，274， 19，84，149，214，279，24，89，154，219，284，29，94，159，224，289，34，99，164，229，294，39， 104，169，234，299，44，109，174，239，304，49，114，179，244，309，54，119，184，249，314，59， 124，189，254，319}；如果地址表I存儲(chǔ)為I [nj [n2]的二維數(shù)組Idx[Q] [P]={{0,65,130，195，260，5，70，135，200，265，10，75，140，205，270，15，80，145，210， 275，20，85，150，215，280，25，90，155，220，285，30，95，160，225，290，35，100，165，230，295， 40，105，170，235，300，45，110，175，240，305，50，115，180，245，310，55，120，185，250，315， 60，125，190,255}，{256，1，66，131，196，261，6，71，136，201，266，11，76，141，206，271，16，81，146， 211，276，21，86，151，216，281，26，91，156，221，286，31，96，161，226，291，36，101，166，231， 296，41，106，171，236，301，46，111，176，241，306，51，116，181，246，311，56，121，186，251， 316,61,126，191}，{192，257，2，67，132，197，262，7，72，137，202，267，12，77，142，207，272，17，82， 147，212，277，22，87，152，217，282，27，92，157，222，287，32，97，162，227，292，37，102，167， 232，297，42，107，172，237，302，47，112，177，242，307，52，117，182，247，312，57，122，187， 252,317,62,127}，{128，193，258，3，68，133，198，263，8，73，138，203，268，13，78，143，208，273，18， 83，148，213，278，23，88，153，218，283，28，93，158，223，288，33，98，163，228，293，38，103， 168，233，298，43，108，173，238，303，48，113，178，243，308，53，118，183，248，313，58，123， 188,253,318,63}，{64，129，194，259，4，69，134，199，264，9，74，139,204,269,14,79,144,209,274, 19，84，149，214，279，24，89，154，219，284，29，94，159，224，289，34，99，164，229，294，39， 104，169，234，299，44，109，174，239，304，49，114，179，244，309，54，119，184，249，314，59， 124，189，254，319}}；1032、根據(jù)地址表I，進(jìn)行Q次P點(diǎn)DFT。第i (i = 0，…，Q-1)次P點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中n2 = i，Ii1 = 0，…， P-I對(duì)應(yīng)的P個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次P點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行χ間隔的循環(huán)移位
11后作為最后的輸出。其中，χ為>P對(duì)于P的循環(huán)模反，χ滿(mǎn)足< χ. >P>P = 1。例如，地址表I以Ifc2Xn1]的一維數(shù)組形式存儲(chǔ)，根據(jù)地址表I進(jìn)行Q次P點(diǎn)DFT 可以表示成DFT_P(z(I+iP))x i = 0，…，Q—1 ；每一次P點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù)為I+iP處的連續(xù)P點(diǎn)的索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，每一次P 點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行χ間隔的循環(huán)移位。本實(shí)施例中是進(jìn)行5次64點(diǎn)的DFT，第i (i = 0，…4)次64點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù) 為地址表數(shù)組I[64i]處開(kāi)始的連續(xù)64點(diǎn)存儲(chǔ)的地址索引值對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)(在本實(shí)施例 中為旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù))，第i次64點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行5次循環(huán)移位。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比 如對(duì)于向量Z= [Z。Z1Z2Z3Z4]，其2次循環(huán)移位結(jié)果是Z = [Z。Z2Z4Z1Z3]。當(dāng)然，為了進(jìn)一步 提高計(jì)算效率，也可以用FFT替換DFT。1033、根據(jù)地址表I，進(jìn)行P次Q點(diǎn)DFT。第i (i = 0，…，P-1)次Q點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中Ii1 = i，n2 = 0，…， Q-I對(duì)應(yīng)的Q個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次Q點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔的循環(huán)移位 后作為最后的輸出。其中，y為< I >Q對(duì)于Q的循環(huán)模反，y滿(mǎn)足< y· < @ >Q >Q = ι。例如，地址表I以I [n2 X nj的一維數(shù)組形式存儲(chǔ)，根據(jù)地址表I進(jìn)行P次Q點(diǎn)DFT 可以表示成DFT_Q(z(I+i))y i = 0，…，P—1;每一次Q點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù)為I+i處的間隔為P的Q個(gè)索引值所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。每 一次Q點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔的循環(huán)移位。本實(shí)施例中是進(jìn)行64次5點(diǎn)的DFT，第i (i = 0，-63)次5點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù) 為地址表數(shù)組I [i]處開(kāi)始的間隔為64的5個(gè)點(diǎn)存儲(chǔ)的地址索引值對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)(在本 實(shí)施例中為旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù))，第i次5點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行4次循環(huán)移位。由于在現(xiàn)有技術(shù)中，多數(shù)基于互質(zhì)因子的DFT變換方法都沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)順序即位 的問(wèn)題，進(jìn)行變換時(shí)，需要對(duì)變換后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，才能得到真正的輸出數(shù)據(jù)，增加 了計(jì)算量，本發(fā)明實(shí)施例引入地址表進(jìn)行DFT變換，根據(jù)地址表進(jìn)行尋址，按照地址表對(duì)應(yīng) 地址讀取輸入數(shù)據(jù)，并按照地址表對(duì)應(yīng)地址存儲(chǔ)輸出數(shù)據(jù)，變換后的數(shù)據(jù)順序即位，不需要 特別進(jìn)行排序，降低了計(jì)算復(fù)雜度，提高了計(jì)算效率。104、使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得頻 域數(shù)據(jù)。對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為b.F》+°_5，k = 0，…，N/4-1，其中
.2πJ2
Wn =e"JT =Cos(^f)b為常數(shù)。本實(shí)施例中，可以選取b = ^由于旋轉(zhuǎn)因子中
9ο
的項(xiàng)可以寫(xiě)成以下形式
12
妒廣.5= e。s(2 廣))"sm(2 廣)))=0，...,Ν/4-1而且b = a，因此，在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中可以復(fù)用步驟102中所使用的N/4點(diǎn)的數(shù) 據(jù)表格。頻域數(shù)據(jù)也即最終的譜為Xk，k = 0，…，N/2-1，可表述為
1 “ —,,.ο . ΤΤ/"+0.5Γ/Γ/
% 與本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例一對(duì)應(yīng)，本發(fā)明提供了用于頻 域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例二。如果采用本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí) 施例一進(jìn)行正變換，則可以采用本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例二對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行相應(yīng)的逆變換。圖3為本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例二流程圖，包括301、對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。在本實(shí)施例中，將對(duì)頻域數(shù)據(jù)Xk，k = 0，…，N/2-1進(jìn)行重組。本實(shí)施例中N = 1280。數(shù)據(jù)重組后獲取的中間變量為(X2k+jXN/2+2k)，k = 0，…，N/4-1。302、使用旋轉(zhuǎn)因子0爐》+°·5對(duì)重組獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理。對(duì)重組后的數(shù)據(jù)
因此
進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為C-PFfa5，k = 0，…，Ν/4-1。其中所廠(chǎng)牟 ,2-. . . c為常數(shù)。本實(shí)施例中可以選取C = ^,
也可以復(fù)用步驟102和104中所使用的Ν/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格。303、對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Ν/4點(diǎn)的離散傅里葉變換。可以選用普通的Ν/4點(diǎn)的DFT變換，也可以選用其他各種Ν/4點(diǎn)的快速傅立葉變換。本步驟也可以采用圖2所示的方法進(jìn)行320點(diǎn)快速傅立葉變換。304、使用旋轉(zhuǎn)因子d·巧+°·5對(duì)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理。 對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為 1· Γ;+()·5,η = 0，…，Ν/4-1。其中
^ /jTd為常數(shù)。本實(shí)施例中可以選取d = 因此也可以復(fù)用步
驟102和104中所使用的Ν/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格。得到處理后的數(shù)據(jù)yn: 305、對(duì)后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，得到時(shí)域數(shù)據(jù)。
本步驟中后處理包括加窗及數(shù)據(jù)重組處理，實(shí)際使用中可以采用其他的后處理方 式；經(jīng)過(guò)加窗重組后得到時(shí)域數(shù)據(jù)又，η = 0，…，Ν/2-1。. 其中
為合成窗，與分析窗hn—起滿(mǎn)足完全重構(gòu)關(guān)
為上一幀的緩存數(shù)據(jù)，mn的更新滿(mǎn)足 在使用本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例一、頻域到時(shí)域的信號(hào)處 理方法實(shí)施例二時(shí)，正變換與反變換中的常數(shù)a、b、c和d在滿(mǎn)足aXbXcXd = 4/N時(shí)，逆 變換的結(jié)果可以完成完全重構(gòu)，在實(shí)際操作中并不一定需要實(shí)現(xiàn)完全重構(gòu)。例如，我們可以選取a=b = c = d = gi，此時(shí)正變換和逆變換只需要存儲(chǔ)
W'
)s(警("+ 0.5))與+ 中任意-
豸COS(夸(《 + 0.5))與；sin(|(n + 0.5))中任意一個(gè)N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格即可完成預(yù)旋轉(zhuǎn)處
理及后旋轉(zhuǎn)處理。如果常數(shù)a、b、c和d并不是兩兩相等，則要根據(jù)具體情況存儲(chǔ)數(shù)據(jù)表格 來(lái)完成預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理。本發(fā)明提供的另一種時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例包括對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；使用旋轉(zhuǎn)因子a· 對(duì)預(yù)處理后獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Ν/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；使用旋轉(zhuǎn)因子和歸一化因子A對(duì)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處 理，獲得頻域數(shù)據(jù)；其中3、13為常數(shù)力為時(shí)域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，11 = 0，...力/4-1，1^ = 0，...力/4-1，％ = e_j苦。在進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理都可以被稱(chēng)為預(yù)處理，例如在本實(shí)施例 中，預(yù)處理可以為加窗及數(shù)據(jù)重組，也可以為數(shù)據(jù)重組。
理；
本發(fā)明提供的另一種頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例包括 對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組；
使用旋轉(zhuǎn)因子&妒》+°·5對(duì)重組獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理； 對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；
使用旋轉(zhuǎn)因子和歸一化因子B對(duì)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處 對(duì)后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，獲得時(shí)域數(shù)據(jù)； 其中c、d為常數(shù)，N為兩倍的頻域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，η = 0，…，N/4_l，k = 0，Ν/4-1,
14.2n
jIT
-在進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理都可以被稱(chēng)為后處理，后處理的內(nèi)容通常 要視相應(yīng)時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法中預(yù)處理內(nèi)容而定，例如在本實(shí)施例中，預(yù)處理為加 窗及數(shù)據(jù)重組時(shí)，后處理也為加窗及數(shù)據(jù)重組；預(yù)處理為數(shù)據(jù)重組時(shí)，后處理也為數(shù)據(jù)重組。時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法又可稱(chēng)作正變換，頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法又可稱(chēng) 作逆變換。在正變換與逆變換中的aXbXcXdXAXB = 4/N時(shí)，以正變換的輸出數(shù)據(jù)直接 作為逆變換的輸入數(shù)據(jù)，逆變換的結(jié)果可以完成完全重構(gòu)，即恢復(fù)獲得進(jìn)行正變換前的數(shù)
據(jù)，例如可以選取 a = b = c = d= LA-B = 4/N，或者選取 a = b = c = d = ^=^,A = B =
1。在實(shí)際操作中并不一定需要實(shí)現(xiàn)完全重構(gòu)。
V2_ 'W'

由于本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法采用的旋轉(zhuǎn)因子中的巧+°·5項(xiàng)可以展開(kāi)如下式
其中，cos(|( + 0.5)) 二-1 -η + 0.5)).
sin(|(η+ 0.5)) = cos(|(%-\-η + 0.5)).
因此，^+α5具有對(duì)稱(chēng)性，只需要存儲(chǔ)COS(警(《 + O.5))與sin(|(n + 0.5))中任意一個(gè)
N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格即可完成預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理。在傳統(tǒng)MDCT中，為了得到MDCT譜系 數(shù)，旋轉(zhuǎn)因子必須取,而『》+()·125是不具有對(duì)稱(chēng)性的，在進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理 時(shí)至少需要存儲(chǔ)一個(gè)N/4點(diǎn)的余弦表值和一個(gè)N/4點(diǎn)的正弦表值，本發(fā)明提供的信號(hào)處理 方法實(shí)施例采用的旋轉(zhuǎn)因子均為常數(shù)與巧丨+°_5項(xiàng)的乘積，由于巧具有對(duì)稱(chēng)性，因此，只需 要存儲(chǔ)一個(gè)N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格即可完成預(yù)旋轉(zhuǎn)處理及后旋轉(zhuǎn)處理，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明 提供的信號(hào)處理方法大大降低了存儲(chǔ)復(fù)雜度、存儲(chǔ)量，減少了對(duì)存儲(chǔ)資源的占用，也提高了 變換效率。現(xiàn)以實(shí)例對(duì)本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法實(shí)施例進(jìn)行描述。假設(shè)寬帶音頻編解碼器的采樣率為16KHz，處理幀長(zhǎng)為20ms，即每幀320個(gè)樣點(diǎn)， 使用本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法在編碼端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正變換，設(shè)Xn為 正變換的輸入數(shù)據(jù)，其中XhN/H為緩存的上一幀的320點(diǎn)數(shù)據(jù)，而xN/2 為當(dāng)前幀的320 點(diǎn)數(shù)據(jù)，變換區(qū)間長(zhǎng)度N為640點(diǎn)，圖4為本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法實(shí)施例三流程圖，包 括401、對(duì)時(shí)域輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；本步驟中預(yù)處理包括加窗及數(shù)據(jù)重組處理；設(shè)Xn為640點(diǎn)的時(shí)域輸入數(shù)據(jù)，hn為640點(diǎn)的滿(mǎn)足完全重構(gòu)條件的窗函數(shù)，則加 窗后的數(shù)據(jù)yn滿(mǎn)足yn = hnxn η = 0，...，Ν_1，其中滿(mǎn)足完全重構(gòu)條件的窗函數(shù)，可以被稱(chēng)為分析窗函數(shù)。對(duì)加窗后的數(shù)據(jù) 進(jìn)行重組，得到重組后的數(shù)據(jù)IV滿(mǎn)足un = (z2n+jzN/2+2n)n = 0，…，N/4—1
15
其中
η = 0,-,%-1或者表示成
= -yn+3% -η = 0,■■■,%-!<
ζη = yn-% 一y^A-ι-ηn = %,402、使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)預(yù)處理獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理。將重組數(shù)據(jù) 進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為a_fFT°'5,n = 0，…，Ν/4-1。其中
『N = e 1N = cos(蕓)-ysin(^) a 為常數(shù)。本實(shí)施例中，取a = 1，則旋轉(zhuǎn)因子可以寫(xiě)成以下形式W廣=少°.5) ='Sin(^il)由于滿(mǎn)足(η + 0.5)) = sin(| (幺一 1 - + 0.5)).sin(f-( + 0.5)) = cos(^(^-l- + 0.5)).因此具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中只需要存儲(chǔ)cos(f(n + 0·5))與sin(|( + 0.5))中任意一個(gè)
N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格即可。本實(shí)施例中存儲(chǔ)了一個(gè)N/4點(diǎn)的sine表格，表格的數(shù)值表達(dá)式為 sin(*O + 0.5)) ,η = 0，.-,159 ；403、對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Ν/4點(diǎn)的離散傅里葉變換。本步驟中可以選用普通的M = Ν/4 = 160點(diǎn)的DFT變換，也可以選用其他各種M =Ν/4 = 160點(diǎn)的FFT變換404、使用旋轉(zhuǎn)因子b·旳+°·5和歸一化因子A對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得 頻域輸出數(shù)據(jù)。對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為、·Κ^+°+5, k = 0，…，N/4-1，其中
Wn=Cos(^f)-ysin(^) b為常數(shù)。本實(shí)施例中，可以選取b = 1，旋轉(zhuǎn)因子可以寫(xiě)成
以下形式= (^) = cqs(2,M-Sjj_ .k = 0，...，N/4_1而且b = a，因此，在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中可以復(fù)用步驟402中所使用的N/4點(diǎn)的數(shù) 據(jù)表格。得到最終數(shù)據(jù)Xk，k = 0，…，Ν/2-1。
16
，其中A為歸一化因子，A為常數(shù)。本實(shí)施例中，可以選取A=—。與本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例三對(duì)應(yīng)，本發(fā)明提供了用于頻 域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例四，在采用本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施 例三進(jìn)行變換時(shí)，可以采用本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例四對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 相應(yīng)的逆變換。圖5為本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例四流程圖，包括501、對(duì)頻域輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。在本實(shí)施例中，將對(duì)數(shù)據(jù)Xk，k = 0，…，N/2-1進(jìn)行重組，數(shù)據(jù)重組后獲取的中間 變量為，k = 0，…，Ν/4-1。其中 N = 640。502、使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)重組獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理。對(duì)重組后的數(shù)據(jù)
_.2π
進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為…^^—，…，確-^其中 廠(chǎng)“^哪^^ — 一每)，
c為常數(shù)。本實(shí)施例中可以選取c = 1，因此也可以復(fù)用本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處 理方法實(shí)施例三中步驟402和404中所使用的Ν/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格。503、對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Ν/4點(diǎn)的離散傅里葉變換。對(duì)旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行M = Ν/4 = 160點(diǎn)的DFT變換?？梢赃x用普通的160點(diǎn)的 DFT變換，也可以選用其他各種160點(diǎn)的快速傅立葉變換。504、使用旋轉(zhuǎn)因子和歸一化因子B對(duì)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋 轉(zhuǎn)處理。對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為IPFrft^n = O,…，Ν/4-1。其中 ^ =Cos(^)-J sin(^-) d為常數(shù)。得到處理后的數(shù)據(jù)yn，
‘π
B · (-7). d · C5 Σ + ).c. K+0-5 “ = 0,…,％ -1Λ=%,
Bd-W1T5 Σ [(^2k +) · C · e Kn = %,-,%-\
、/C 二0其中B為歸一化因子，B為常數(shù)。本實(shí)施例中，選取B= 。本實(shí)施例中可以選取d
=1，因此也可以復(fù)用本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例三中步驟402和404 中所使用的N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格。505、對(duì)后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，得到時(shí)域輸出數(shù)據(jù)。本步驟中后處理包括加窗及數(shù)據(jù)重組處理，實(shí)際使用中可以采用其他的后處理方 式；經(jīng)過(guò)加窗重組后得到輸出數(shù)據(jù)毛，η = 0，…，Ν/2-1，滿(mǎn)足
X2n = m2ngy2+2n+RQiU Js2nn,j Λ _n = 0,
X%-l~2n = m%-\-2nSN-I-In .
-ReWJgy2^2n
窗hn —起滿(mǎn)足完全重構(gòu)關(guān)系hngn+hn+N/2gn+N/2 = l，n = 0，…，N-N/2-1。mn為上一幀的緩存 數(shù)據(jù)，mn的更新滿(mǎn)足
為了滿(mǎn)足完全重構(gòu)條件，可以對(duì)正變換或逆變換或者正逆變換都乘以特定的歸 一化因子。本實(shí)施例只給出了對(duì)正逆變換都乘以相同的歸一化因子的例子，也可以只對(duì) 正變換或逆變換乘以特定的歸一化因子，還可以對(duì)正逆變換乘以不同的歸一化因子，只要 aXbXcXdXAXB = 4/N，即可完成完全重構(gòu)。進(jìn)一步，在使用歸一化因子的時(shí)候也可以引入地址表進(jìn)行FFT變換，假設(shè)一個(gè)在 超寬帶音頻編解碼器中，超寬帶音頻編解器的采樣率為32KHz，處理幀長(zhǎng)為20ms，即每幀 640個(gè)樣點(diǎn)。在變換端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正變換，設(shè)xn為正變換的輸入數(shù)據(jù)，其中Χι,/Η為緩存 的上一幀的640點(diǎn)數(shù)據(jù)，而為當(dāng)前幀的640點(diǎn)數(shù)據(jù)。圖6為本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例五流程圖，包括601、對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；預(yù)處理包括加窗及數(shù)據(jù)重組處理。設(shè)、為1280點(diǎn)的時(shí)域輸入數(shù)據(jù)，1280點(diǎn)的滿(mǎn)足完全重構(gòu)條件的窗函數(shù)，則 加窗后的數(shù)據(jù)yn滿(mǎn)足yn = hnxn η = 0，...，Ν_1，對(duì)加窗后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重組，得到重組后的數(shù)據(jù)un，滿(mǎn)足un = (z2n+jzN/2+2n)n = 0，…，N/4—1其中 本步驟使用的分析窗函數(shù)hn和進(jìn)行逆變換時(shí)使用的合成窗函數(shù)8 在滿(mǎn)足下式時(shí)， 是滿(mǎn)足完全重構(gòu)條件的窗函數(shù)hngn+hn+N/2gn+N/2 =1,η = 0,…，N-N/2-1602、將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為&·『?！?5
ο將重組數(shù)據(jù)Un進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為a’fFT°'5 ,旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)為
.2π
2π2π
u^ · a
η = 0，···，Ν/4-1。其中 N = cos(^) - ysin(^) a 為常數(shù)。為了進(jìn)一步減
18V2_
少計(jì)算復(fù)雜度，可以將歸一化因子直接合進(jìn)旋轉(zhuǎn)因子中去，本實(shí)施例中可以選取a =
由于旋轉(zhuǎn)因子中的巧+<)·5項(xiàng)可以寫(xiě)成以下形式W^·5 = e_j>。5) = COS(I^l) 一 , Sin(^l)由于cos(| (η + 0.5)) = sin(| (%-1-η + 0.5))
sin(if (η + 0.5)) = cos(| (Ν/4-1~η + 0.5))因此只需要存儲(chǔ)一個(gè)Ν/4點(diǎn)數(shù)據(jù)表格即可，在本實(shí)施例中只存儲(chǔ)了一個(gè)Ν/4點(diǎn)的 數(shù)據(jù)表格，表格中數(shù)值的表達(dá)式為^cos(l(" + 0·5)) η = O,…，319。603、對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Ν/4點(diǎn)的DFT變換，并在變換時(shí)采用基于地址表 尋址的方法進(jìn)行快速傅里葉變換。在本實(shí)施例選擇使用P、Q為正整數(shù)滿(mǎn)足P與Q互質(zhì)的M = N/4 = PXQ點(diǎn)的快速 傅立葉變換。具體步驟如下i、取P = 64，Q = 5，P與Q互質(zhì)且滿(mǎn)足M = N/4 = PXQ = 320，生成地址表I，地 址表I滿(mǎn)足如下公式I = (K1Xn^K2Xn2)M ^ = 0，…，P-In2 = 0, ···, Q-I其中K^ K2為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足(K1K)m = 0，以K1K2 = Z，<Z>M的意義為Z對(duì)M 的模，SP Z除以M的余數(shù)。地址表I中存儲(chǔ)的地址需要可以遍歷0，1，......M-I，和輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一映
射，以確定數(shù)據(jù)的順序關(guān)系。地址表I在滿(mǎn)足這種一對(duì)一映射關(guān)系時(shí)，需要滿(mǎn)足以下三個(gè)條 件①K1為Q的正整數(shù)倍，和/或K2為P的正整數(shù)倍；②K1與P互質(zhì)；③K2與Q互質(zhì)。在本實(shí)施例中K1 = 65，K2 = 256，因此地址表I的表達(dá)式可以寫(xiě)成I = <65n1+256n2>320其中， =()，...，63，n2 = 0，...，4。地址表I可以預(yù)先計(jì)算并存儲(chǔ)，本步驟與步驟601、602沒(méi)有順序關(guān)系。在具體的 應(yīng)用中地址表I可以存儲(chǔ)在一個(gè)表格中，本實(shí)施例中將表格存儲(chǔ)成Ii2Xn1的一維數(shù)組。i i、根據(jù)地址表I，進(jìn)行Q次P點(diǎn)DFT DFT_P(z(I+iP))x i = 0，…，Q—1 ；每一次P點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù)為I+iP處的連續(xù)P點(diǎn)的索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，每一次P 點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行χ間隔的循環(huán)移位。其中，χ為<|>P對(duì)于P的循環(huán)模反，χ滿(mǎn)足
K2
<χ·<-^->Ρ>/,= 1在本實(shí)施例中是進(jìn)行5次64點(diǎn)的DFT，第i(i = 0，…4)次64點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù)為地址表數(shù)組I [64i]處開(kāi)始的連續(xù)64點(diǎn)存儲(chǔ)的地址索引值對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)， 在本實(shí)施例中為旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)，第i次64點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行5次循環(huán)移位。比如對(duì)于 向量Z= [Z(1Z1Z2Z3Z4]，其2次循環(huán)移位結(jié)果是Z = [Z(1Z2Z4Z1Z3]。當(dāng)然，為了進(jìn)一步提高計(jì) 算效率，也可以用FFT來(lái)替換DFT。i i i、根據(jù)地址表I，進(jìn)行P次Q點(diǎn)DFT DFT_Q(z(I+i))y i = 0，...，P_1;每一次Q點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù)為I+i處的間隔為P的Q個(gè)索引值所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。每 一次Q點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔的循環(huán)移位。其中，y為<S>Q對(duì)于Q的循環(huán)模反，
y滿(mǎn)足<y_<f >q>q = 1本實(shí)施例中是進(jìn)行64次5點(diǎn)的DFT，第i(i = 0，"·63)次5點(diǎn)
ο
DFT所取的數(shù)據(jù)為地址表數(shù)組I [i]處開(kāi)始的間隔為64的5個(gè)點(diǎn)存儲(chǔ)的地址索引值對(duì)應(yīng)的 輸入數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例中為旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)，第i次5點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行4次循環(huán)移位。604、使用旋轉(zhuǎn)因子IvFT^a5和歸一化因子A對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得 頻域數(shù)據(jù)。對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為b’if》+a5，k = 0，…，N/4-1，其中
b為常數(shù)。在本實(shí)施例中，可以選取b = @在選取b = |
時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)因子中的旳+°·5項(xiàng)可以寫(xiě)成以下形式W^0-5 == _2乂+0.5))-_(2球N+0.5)) , k = 0，…，N/4-1而且b的取值等于步驟602中a的取值，因此，可以復(fù)用步驟602中所存儲(chǔ)的N/4 點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格。輸出數(shù)據(jù)也即最終的譜為Xk，k = 0，…，N/2-1，可表述為其中A為歸一化因子，A為常數(shù)。與本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例五對(duì)應(yīng)，本發(fā)明提供了頻域到 時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例六，在采用本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法實(shí)施例五 進(jìn)行變換時(shí)，可以采用本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理方法實(shí)施例六對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng) 的逆變換。設(shè)Xk，k = 0，-,N/2-1為逆變換的輸入數(shù)據(jù)，圖7為本發(fā)明提供的頻域到時(shí)域的 信號(hào)處理方法實(shí)施例六流程圖，包括701、對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。在本實(shí)施例中，將對(duì)輸入數(shù)據(jù)Xk，k = 0，…，N/2-1進(jìn)行重組。數(shù)據(jù)重組后獲取的中間變量為(X2k+jXN/2+2k)，k = 0，…，N/4-1。
702、對(duì)重組后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為。P^k+a5，k = 0，…，N/4-1其
_.2π
中 =e V = cos(^) - ysin(^) C 為常數(shù)。在本實(shí)施例中可以選取c = $ c的取值等于a、b，因此本步驟也可以復(fù)用本發(fā)明
提供的信號(hào)處理方法實(shí)施例五步驟602和604中所使用的N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格。703、對(duì)預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換，并在變換時(shí)采用基于 地址表尋址的方法進(jìn)行快速傅里葉變換。當(dāng)M = N/4 = PXQ且P與Q互質(zhì)時(shí)，本步驟可以采用本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的 信號(hào)處理方法實(shí)施例五步驟603中描述的數(shù)據(jù)處理方法。704、使用旋轉(zhuǎn)因子d·妒；;+°·5和歸一化因子B對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理。對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，旋轉(zhuǎn)因子為<1·^Τα5，η = 0，…，N/4-1。其中
Wn = = cos(^) - ysin(^) d為常數(shù)。得到處理后的數(shù)據(jù)yn
B · (-J) . d · r;+0·5 X [(X2k + JXy2^u ). C. wr·5 ky η = 0，…,％ -1
B.d· C Σ[(X2, + JXy2^2k) ·C. wr5K/η = %,-,%-1其中B為歸一化因子，B為常數(shù)。在本實(shí)施例中可以選取d = 4 d的取值等于a、b、C，因此本步驟也可以復(fù)用本 yn =
發(fā)明提供的信號(hào)處理方法實(shí)施例五步驟602和604中所使用的N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格。705、對(duì)后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗重組，得到時(shí)域數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)加窗重組后得到輸出數(shù)據(jù)毛，η = 0，…，Ν/2-1^ _η = 0,■■■,%-!其中n = 0,-,%-\ gn為合成窗，與分析窗hn—起滿(mǎn)足完全重構(gòu)關(guān)<{f 、/由于在現(xiàn)有技術(shù)中，多數(shù)基于互質(zhì)因子的快速傅里葉變換方法都沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)順 序即位的問(wèn)題，進(jìn)行變換時(shí)，需要對(duì)變換后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，才能得到真正的輸出數(shù) 據(jù)，增加了計(jì)算量，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理方法實(shí)施例引入了地址表進(jìn)行快速傅里葉變換， 根據(jù)地址表進(jìn)行尋址，按照地址表對(duì)應(yīng)地址讀取輸入數(shù)據(jù)，并按照地址表對(duì)應(yīng)地址存儲(chǔ)輸 出數(shù)據(jù)，以保證變換后的數(shù)據(jù)順序即位。
21
本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理方法實(shí)施例，包括生成地址表；根據(jù)地址表，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換；根據(jù)地址表，對(duì)所述Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換。其中P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)，M為地址表長(zhǎng)度，M = PX Q，該地址表中存儲(chǔ)的地址可 以遍歷0，1，......M-1，和輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一映射。實(shí)際使用中獲取地址表的方式有很多種，在本實(shí)施例中提供了公式 (K1Xn^K2Xn2)M以獲得地址表；地址表I = (K1Xn^K2Xn2)M，Ii1 = 0，…，P-I, n2 = 0，…，Q-I, K” K2 為互質(zhì)的 正整數(shù)且滿(mǎn)足(K1K2)m = 0，<Z>M為Z對(duì)M的模。地址表I在滿(mǎn)足一對(duì)一映射關(guān)系時(shí)，需要滿(mǎn)足以下三個(gè)條件①K1為Q的正整數(shù)倍，和/或K2為P的正整數(shù)倍；②K1與P互質(zhì)；③K2與Q互質(zhì)。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理方法實(shí)施例適用于M = PXQ，P、Q為正整數(shù)且P與Q互質(zhì) 時(shí)的FFT變換，以P = 64，Q = 5，P與Q互質(zhì)，320點(diǎn)的FFT變換為例，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處 理方法實(shí)施例流程圖可參考圖2，包括1031、生成地址表I。地址表I滿(mǎn)足如下公式I = (K1Xn^K2Xn2)M η! = 0，…，P-Iη2 = 0, ···, Q-I其中K1、K2為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足(K1K)m = 0，<Ζ>Μ為Z對(duì)M的模。在本實(shí)施例中K1 = 5，K2 = 64，因此地址表I的表達(dá)式可以寫(xiě)成I = <5n1+64n2>320其中， =()，...，63，n2 = 0，...，4。地址表I可以預(yù)先計(jì)算并存儲(chǔ)，在具體的應(yīng)用中地址表I可以存儲(chǔ)在一個(gè)表格中， 本實(shí)施例中將表格存儲(chǔ)成I [nj [n2]的二維數(shù)組。1032、根據(jù)地址表I，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)DFT。第i (i = 0，…，Q-1)次P點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中n2 = i，Ii1 = 0，…， P-I對(duì)應(yīng)的P個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次P點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行X間隔的循環(huán)移位 后作為最后的輸出。
K2Kf,其中，χ為< >對(duì)于ρ的循環(huán)模反，χ滿(mǎn)足< KjW=I
QQ。例如，地址表I以I [nj [n2]的二維數(shù)組形式存儲(chǔ)，則第i次P點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù) 為地址表I[nJ [i]，ni = 0，…，P-I中存儲(chǔ)的P個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，每一次P點(diǎn)DFT 的結(jié)果需要進(jìn)行χ間隔的循環(huán)移位。本實(shí)施例中K1 = 5，P = 64，Q = 5，因此χ = 13。1033、根據(jù)地址表I，對(duì)上述變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)DFT。第i (i = 0，…，P-1)次Q點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中Ii1 = i，n2 = 0，…，
22Q-I對(duì)應(yīng)的Q個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次Q點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔的循環(huán)移位 后作為最后的輸出。其中，y為<&1 >q對(duì)于Q的循環(huán)模反，y滿(mǎn)足< y· >q>q=1
Pο例如，地址表I以I [nj [n2]的二維數(shù)組形式存儲(chǔ)，則第i次Q點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù) 為地址表I[i] [n2]，n2 = 0，…，Q-I中存儲(chǔ)的Q個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，每一次Q點(diǎn)DFT 的結(jié)果需要進(jìn)行1間隔的循環(huán)移位。本實(shí)施例中K2 = 64，P = 64，Q = 5，因此y = 4。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理方法實(shí)施例，由于引入地址表進(jìn)行尋址，在進(jìn)行離散傅立 葉變換時(shí)，按照地址表對(duì)應(yīng)地址讀取輸入數(shù)據(jù)，并按照地址表對(duì)應(yīng)地址存儲(chǔ)輸出數(shù)據(jù)，變換 后的數(shù)據(jù)順序即位，逆變換不需要特別進(jìn)行排序，降低了運(yùn)算中的尋址開(kāi)銷(xiāo)，提高了計(jì)算效 率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該 程序在執(zhí)行時(shí)，包括如下步驟一種時(shí)域到頻域的信號(hào)處理方法，包括對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；使用旋轉(zhuǎn)因子a 對(duì)所述預(yù)處理獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)所述預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Ν/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)所述離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得頻 域數(shù)據(jù)；所述C、d為常數(shù)，所述N為兩倍的頻域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，所述 =^i 一種頻域到時(shí)域
ο
的信號(hào)處理方法，包括對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組；使用旋轉(zhuǎn)因子0灰力+°·5對(duì)所述重組獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)所述預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；使用旋轉(zhuǎn)因子^(guān)mTx5對(duì)所述離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理；對(duì)所述后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，獲得時(shí)域數(shù)據(jù)；所述C、d為常數(shù)，所述N為兩倍的頻域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，所述 =e'^
ο一種數(shù)據(jù)處理方法，包括根據(jù)地址表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換；根據(jù)地址表，對(duì)所述Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換。上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤(pán)或光盤(pán)等。本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理裝置結(jié)構(gòu)如圖8所示，包括預(yù)處理單元801，用于對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；第一預(yù)旋轉(zhuǎn)單元802，用于使用旋轉(zhuǎn)因子為a·^+11·5對(duì)所述預(yù)處理單元801預(yù)處理 獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；
23
第一傅里葉變換單元803，用于對(duì)所述第一預(yù)旋轉(zhuǎn)單元802預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù) 進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；第一后旋轉(zhuǎn)單元804，用于使用旋轉(zhuǎn)因子對(duì)所述第一傅里葉變換單元803 進(jìn)行離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得頻域數(shù)據(jù)。所述a、b為常數(shù)，所述N為時(shí)域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，所述η = 0，…，Ν/4-1，所述k = 0，…，
’2π
Ν/4-1，所述^ν =/7。其中，所述第一后旋轉(zhuǎn)單元804包括第二后旋轉(zhuǎn)單元，用于使用旋轉(zhuǎn)因子b·階和歸一化因子A對(duì)所述離散傅里葉變 換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理，獲得頻域數(shù)據(jù)。第一傅里葉變換單元803包括第一變換單元，用于根據(jù)地址表，對(duì)所述第一預(yù)旋轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P 點(diǎn)離散傅里葉變換；第二變換單元，用于根據(jù)地址表，對(duì)所述第一變換單元變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn) 離散傅里葉變換；所述P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)，且M = N/4 = PX Q，所述M為地址表長(zhǎng)度；所述地址表 為(K1Xn^K2Xn2)M，所述Ii1 = 0，…，P-I, n2 = 0，…，Q-I，所述K” K2為互質(zhì)的正整數(shù)且 滿(mǎn)足(K1K2)m = 0，<Z>M為Z對(duì)M的模。與本發(fā)明提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理裝置實(shí)施例對(duì)應(yīng)，本發(fā)明提供了頻域到時(shí) 域的信號(hào)處理裝置實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例提供的頻域到時(shí)域的信號(hào)處理裝置結(jié)構(gòu)如圖9所 示，包括重組單元901，用于對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行重組；第二預(yù)旋轉(zhuǎn)單元902，用于使用旋轉(zhuǎn)因子為C·階丨廣°_5對(duì)所述重組單元901重組獲得 的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)旋轉(zhuǎn)處理；第二傅里葉變換單元903，用于對(duì)所述第二預(yù)旋轉(zhuǎn)單元902預(yù)旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù) 進(jìn)行N/4點(diǎn)的離散傅里葉變換；第三后旋轉(zhuǎn)單元904，用于使用旋轉(zhuǎn)因子d·爐;;+°·5對(duì)所述第二傅里葉變換單元903 離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理；后處理單元905，用于對(duì)所述第三后旋轉(zhuǎn)單元904后旋轉(zhuǎn)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處 理，獲得時(shí)域數(shù)據(jù)。所述c、d為常數(shù)，所述N為兩倍的頻域數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，所述η = 0，…，Ν/4-1，所述k =0，...^/4-1，所述~=廣1。其中，第三后旋轉(zhuǎn)單元904包括第四后旋轉(zhuǎn)單元，用于使用旋轉(zhuǎn)因子d·巧+α5和歸一化因子B對(duì)所述離散傅里葉變 換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后旋轉(zhuǎn)處理。第二傅里葉變換單元903包括第三變換單元，用于根據(jù)地址表，對(duì)所述第二預(yù)旋轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P 點(diǎn)離散傅里葉變換；
第四變換單元，用于根據(jù)地址表，對(duì)所述第三變換單元變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn) 離散傅里葉變換；所述P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)，且M = N/4 = PX Q，所述M為地址表長(zhǎng)度；所述地址表 為(K1Xn^K2Xn2)M，所述Ii1 = 0，…，P-I, n2 = 0，…，Q-I，所述K” K2為互質(zhì)的正整數(shù)且 滿(mǎn)足(K1K2)m = 0，<Z>M為Z對(duì)M的模。本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理裝置、頻域到時(shí)域的信號(hào)處理裝置的 具體使用方法可參考上文對(duì)本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法實(shí)施例的描述。在本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)域到頻域的信號(hào)處理裝置、頻域到時(shí)域的信號(hào)處理裝置
中，由于旋轉(zhuǎn)因子中的項(xiàng)可以寫(xiě)成Wm5的形式，滿(mǎn)足
條件，而旋
轉(zhuǎn)因子中的項(xiàng)也滿(mǎn)足同樣的對(duì)稱(chēng)條件，因此本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)域到頻域的信號(hào) 處理裝置、頻域到時(shí)域的信號(hào)處理裝置只需要存儲(chǔ)一個(gè)N/4點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格，相比現(xiàn)有技術(shù) 需要至少存儲(chǔ)一個(gè)N/4點(diǎn)的余弦(cosine)表值和一個(gè)Ν/4點(diǎn)的正弦(sine)表值，共計(jì)Ν/2 點(diǎn)表值，大大降低了存儲(chǔ)復(fù)雜度、存儲(chǔ)量，減少了對(duì)存儲(chǔ)資源的占用，也提高了信號(hào)處理效率。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理裝置中引入了地址表進(jìn)行尋址，以保證處理后輸出數(shù)據(jù)可 以順序即位，降低尋址開(kāi)銷(xiāo)，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理裝置結(jié)構(gòu)如圖10所示，包括地址表單元1001，用于生成或存儲(chǔ)地址表；該地址表中存儲(chǔ)的地址可以遍歷0，1，......Μ-1，和輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一映射。實(shí)際使用中獲取地址表的方式有很多種，在本實(shí)施例中提供了公式 (K1Xn^K2Xn2)M以獲得地址表；地址表I = (K1XnJK2Xn2)M，其中，Ii1 = 0，…，Ρ_1，η2 = 0，...，Q_1，P、Q 為互 質(zhì)的正整數(shù)，M = PXQ，&、K2為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足(K1K2)m = 0，<Z>M為Z對(duì)M的模。地址表I在滿(mǎn)足一對(duì)一映射關(guān)系時(shí)，需要滿(mǎn)足以下三個(gè)條件①K1為Q的正整數(shù)倍，和/或K2為P的正整數(shù)倍；②K1與P互質(zhì)；③K2與Q互質(zhì)。第五變換單元1002，用于根據(jù)所述地址表單元1001生成或存儲(chǔ)的地址表，對(duì)輸入 數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換；第i (i = 0，…，Q-1)次P點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中n2 = i，Ii1 = 0，…， P-I對(duì)應(yīng)的P個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次P點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行χ間隔的循環(huán)移位 后作為最后的輸出。其中，χ為< * >p對(duì)于ρ的循環(huán)模反，χ滿(mǎn)足 例如，地址表I以Ι[ηι][η2]的二維數(shù)組形式存儲(chǔ)，則第i次P點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù) 為地址表I[nJ [i]，ni = 0，…，P-I中存儲(chǔ)的P個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，每一次P點(diǎn)DFT 的結(jié)果需要進(jìn)行χ間隔的循環(huán)移位。第六變換單元1003，用于根據(jù)所述地址表單元1001生成或存儲(chǔ)的地址表，對(duì)第五變換單元1002變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換；第i (i = 0，…，P-1)次Q點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中Ii1 = i，n2 = 0，…， Q-I對(duì)應(yīng)的Q個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次Q點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔的循環(huán)移位 后作為最后的輸出。其中，y為<&、對(duì)于Q的循環(huán)模反，y滿(mǎn)足< y· >q>q=1
Pο例如，地址表I以I [nj [n2]的二維數(shù)組形式存儲(chǔ)，則第i次Q點(diǎn)DFT所取的數(shù)據(jù) 為地址表I[i] [n2]，n2 = 0，…，Q-I中存儲(chǔ)的Q個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，每一次Q點(diǎn)DFT 的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔的循環(huán)移位。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理裝置實(shí)施例，由于引入地址表進(jìn)行尋址，在進(jìn)行快速傅立 葉變換時(shí)，按照地址表對(duì)應(yīng)地址讀取輸入數(shù)據(jù)，并按照地址表對(duì)應(yīng)地址存儲(chǔ)輸出數(shù)據(jù)，變換 后的數(shù)據(jù)順序即位，不需要特別進(jìn)行排序，降低了運(yùn)算中的尋址開(kāi)銷(xiāo)，提高了計(jì)算效率。以下為關(guān)于地址表I生成方法可以實(shí)現(xiàn)順序即位的證明
M-IFFT 變換的定義為X(k) = Zx(n)· W=。
η=0取M = PX Q，P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)，如果η = (K1Xn^K2Xn2)M 叫=0，…，P-Iη2 = 0, ···, Q-Ik = (K1Xk^K2Xk2)M Ii1 = 0，…，P-Ik2 = 0，···, Q-I則X(k)可以寫(xiě)成 X' (k”k2)，X' Qi1，k2) = X((K1XkAK2Xk2)M) ;Χ(η)可以寫(xiě)成 χ'(叫， )，χ' Oi1, n2) = X(XK1Xn^K2Xn2)111)
FFT變換的公式可以寫(xiě)成
X'(k15k2)=|;x Xi(H15H2)-.W^-W2 .Wi^Wk2 .WK
Ii2=On1=O
當(dāng)(K1K2)m = 0 時(shí)，Wym'h =W^K' "2'kl =1,因此
2κΜ
P-I
II1=O
\UK2 .n2.k2 vvM
7=0
PJ, , 、 ^-η,-k!
=0
K/ u
2K』Kj2Kz
由平-TTnIkI<-7^->pnrk, -|-n2-k2<-r->Q-n2-k2
^WpQ =Wp Q WQP =Wq P
第i (i = 0，…，Q-l)次P點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中n2 = i，II1 = 0，…， P-I對(duì)應(yīng)的P個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次P點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行χ間隔的循環(huán)移位 后作為最后的輸出。 其中，χ為<M>P對(duì)于P的循環(huán)模反，X滿(mǎn)足〈^^"W=1
QQ。
26Xx'(n1 n2)-Wp^ni kl = XXtn15H2)-WP"p n, kl。當(dāng) Ii1 = 0 時(shí) <^>p. ,.kl 當(dāng) ^ = 1 時(shí)
Ii1=OIi1=OWp Q= 1 ；
Wp^p ni kl = Wp^p kl ;以此類(lèi)推，當(dāng)Ii1 = 1時(shí)<宰>-￥1 =Wp<^>p Xk'。由于按照順序輸出 的FFT變換公式gX'(n}Wpn''k'，ηι = 1時(shí)變換因子為wni.kl =wk,第i次P點(diǎn)DFT中，χ
滿(mǎn)足<Χ·<|>ρ>ρ=1才能使得當(dāng)H1 = χ時(shí)w<j^_n「ki=wkl ,因此如果要使
得第i次P點(diǎn)DFT的結(jié)果也按照順序輸出，需要對(duì)Ii1 = 0，…，P-I對(duì)應(yīng)的輸出結(jié)果進(jìn)行χ 間隔的循環(huán)移位。同理，對(duì)于第i (i = 0，…，P-1)次Q點(diǎn)DFT的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中Ii1 = i，n2
=0，…，Q-I對(duì)應(yīng)的Q個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次Q點(diǎn)DFT的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔
的循環(huán)移位后作為最后的輸出。
2 2其中，y為< ik >q對(duì)于Q的循環(huán)模反，y滿(mǎn)足< y· < f >Q>Q= 1
Pο以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種信號(hào)處理方法、數(shù)據(jù)處理方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介 紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只 是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā) 明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理 解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括根據(jù)地址表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換；根據(jù)地址表，對(duì)所述Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換；其中所述P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)；所述地址表為<K1×n1+K2×n2>M，所述M為地址表長(zhǎng)度，M＝P×Q，所述n1＝0，…，P 1，n2＝0，…，Q 1，K1、K2為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足<K1K2>M＝0。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述根據(jù)地址表，進(jìn)行Q次P點(diǎn)離 散傅里葉變換包括第i(i = 0，…，Q-1)次P點(diǎn)離散傅里葉變換的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中n2 = i，叫= 0，…，P-1對(duì)應(yīng)的P個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次P點(diǎn)離散傅里葉變換的結(jié)果需要進(jìn) 行x間隔的循環(huán)移位后作為最后的輸出；其中，x為< & >p對(duì)于P的循環(huán)模反，x滿(mǎn)足<》< | >P、= 1 QQ。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述根據(jù)地址表，對(duì)所述Q次P點(diǎn) 離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換包括第i (i = 0，…，p-i)次Q點(diǎn)離散傅里葉變換的輸入數(shù)據(jù)為地址表I中ni = i，n2 = 0，…，Q-1對(duì)應(yīng)的Q個(gè)地址索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第i次Q點(diǎn)離散傅里葉變換的結(jié)果需要進(jìn) 行y間隔的循環(huán)移位后作為最后的輸出；其中，y為<M>對(duì)于Q的循環(huán)模反，y滿(mǎn)足< y<￥>Q>Q = l p Q p 。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述地址表以數(shù)組的 形式存儲(chǔ)在表格中。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，地址表以I[n2Xni]的一維數(shù)組形 式存儲(chǔ)，根據(jù)地址表進(jìn)行Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換可以表示成DFT_P(z(I+iP))x i = 0，...，Q-1。
6.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，地址表以I[n2Xni]的一維數(shù)組形 式存儲(chǔ)，根據(jù)地址表進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換可以表示成DFT_Q(z(I+i))y i = 0，…，P_l。
7.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，每次所述P點(diǎn)離散傅里葉變換所取的數(shù)據(jù)為I+iP處的連續(xù)P點(diǎn)的索引值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)， 每次所述P點(diǎn)離散傅里葉變換的結(jié)果需要進(jìn)行x間隔的循環(huán)移位；每次所述Q點(diǎn)離散傅里葉變換所取的數(shù)據(jù)為I+i處的間隔為P的Q個(gè)索引值所對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)。每次所述Q點(diǎn)離散傅里葉變換的結(jié)果需要進(jìn)行y間隔的循環(huán)移位。
8.一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，包括地址表單元，用于生成或存儲(chǔ)地址表；第五變換單元，用于根據(jù)所述地址表單元生成或存儲(chǔ)的地址表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)離 散傅里葉變換；第六變換單元，用于根據(jù)所述地址表單元生成或存儲(chǔ)的地址表，對(duì)第五變換單元變換 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換；其中所述P、Q為互質(zhì)的正整數(shù)；所述地址表為〈KiXr^+lXn^M，所述M為地址表長(zhǎng)度， M = PXQ，所述叫=0，…，P-l，n2 = 0，…，。-^”&為互質(zhì)的正整數(shù)且滿(mǎn)足伐而^二 0o
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)處理方法及裝置，包括根據(jù)地址表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換，根據(jù)地址表，對(duì)所述Q次P點(diǎn)離散傅里葉變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行P次Q點(diǎn)離散傅里葉變換以提升信號(hào)處理的效率。
文檔編號(hào)G06F17/14GK101930426SQ201010213499
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者張德明, 李海婷 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司