專利名稱：利用復(fù)調(diào)制濾波器組的高效濾波的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器裝置和方法、用于產(chǎn)生中間濾波器定義信號(hào)的濾波器產(chǎn)生器和方法，特別涉及音頻信號(hào)的編碼、解碼、處理以及濾波的領(lǐng)域， 例如HRTF(頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(head related transfer function))的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如[P. Ekstrand, "Bandwidth extension of audio signals by spectral band replication",Proc. 1st IEEE Benelux Workshop on Model based Processing and Coding of Audio (MPCA-2002)，pp. 53-58，Leuven, Belgium, 2002]中所示，復(fù)指數(shù)調(diào)制濾波器組對(duì)于音頻信號(hào)的頻譜包絡(luò)調(diào)整而言是極好的工具。這種特點(diǎn)的一個(gè)應(yīng)用是基于譜帶復(fù)制 (SBR)的音頻編碼。復(fù)濾波器組的其他有效的應(yīng)用包括針對(duì)參數(shù)立體聲的頻率選擇性
(panning)禾口2SllJft^JiL [Ε. Schuijers, J. Breebart, H. Purnhagen, J. Engdegard “Low complexity parametric stereo coding，，，Proc. 116th AES convention, 2004, paper 6073]；以及參數(shù)多通道編碼,見(jiàn)[J. Herre et al. :‘‘The reference model architecture for MPEG spatial audio coding", Proc. 118th AES convention，2005， paper 6447]0 在這些應(yīng)用中，在低頻處通過(guò)子帶濾波來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)濾波器組的頻率分辨率。組合的混合濾波器組由此實(shí)現(xiàn)了以下的頻率分辨率，即該頻率分辨率使得能夠以緊跟雙聲道立體聲聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)頻譜分辨率的頻譜分辨率處理空間線索。然而，在一些應(yīng)用中，濾波器組的分辨率仍然不足，每個(gè)子帶中的簡(jiǎn)單增益修改不足以如實(shí)地對(duì)給定濾波器的操作進(jìn)行建模。對(duì)于通過(guò)HRTF (頭部相關(guān)傳遞函數(shù))相關(guān)濾波的多通道音頻的雙聲道立體聲呈現(xiàn)，濾波器的復(fù)雜的相位特性對(duì)感覺(jué)到的音頻質(zhì)量而言就很重要。當(dāng)然，可以基于DFT(離散傅立葉變換)將快速卷積方法作為后處理而應(yīng)用于多通道呈現(xiàn)，但如果呈現(xiàn)設(shè)備已包含復(fù)指數(shù)調(diào)制濾波器組的子帶域中的信號(hào)，則在子帶域中執(zhí)行HRTF導(dǎo)出濾波時(shí)，在計(jì)算復(fù)雜性和算法集成方面會(huì)有顯著的優(yōu)點(diǎn)，這會(huì)在后文中更詳細(xì)地顯示出來(lái)。由于取決于虛擬源和/或可以例如由控制信號(hào)、用戶界面或其他描述信號(hào)改變的收聽(tīng)者位置，HRTF中每一個(gè)對(duì)于各個(gè)導(dǎo)出濾波器而不同，所以能夠有效地將給定的 HRTF相關(guān)濾波器變換為子帶域?yàn)V波器也是很重要的。所以，本發(fā)明的目的是提供一種用于對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器裝置、一種用于對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波的方法、用于提供中間濾波器定義信號(hào)的濾波器產(chǎn)生器或方法，這使得以更好的質(zhì)量對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行更有效或更靈活的操作。由根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置、根據(jù)權(quán)利要求41所述的用于對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波的方法、根據(jù)權(quán)利要求25所述的濾波器產(chǎn)生器、根據(jù)權(quán)利要求42所述的用于提供中間濾波器定義信號(hào)的方法、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求43所述的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得時(shí)域輸出信號(hào)信號(hào)的濾波器裝置，所述時(shí)域輸出信號(hào)是使用具有不均勻幅度/頻率特性的濾波器特性進(jìn)行濾波后的時(shí)域輸入信號(hào)的表示，所述濾波器裝置包括復(fù)分析濾波器組，用于從時(shí)域輸入信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)復(fù)子帶信號(hào)；多個(gè)中間濾波器，其中為每個(gè)復(fù)子帶信號(hào)提供一個(gè)中間濾波器，其中所述多個(gè)中間濾波器中的至少一個(gè)中間濾波器具有不均勻幅度/頻率特性，其中所述多個(gè)中間濾波器具有與具有濾波器特性的濾波器的脈沖響應(yīng)相比較更短的脈沖響應(yīng)，以及其中所述多個(gè)中間濾波器的不均勻幅度/頻率特性共同表示不均勻?yàn)V波器特性；以及復(fù)合成濾波器組，用于合成所述中間濾波器的輸出以獲得時(shí)域輸出信號(hào)。在第二方面，本發(fā)明的另一實(shí)施例是一種用于提供中間濾波器定義信號(hào)的濾波器產(chǎn)生器，所述濾波器產(chǎn)生器包括復(fù)調(diào)制濾波器組，用于對(duì)指示幅度/頻率濾波器特性的脈沖響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得多個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)作為中間濾波器定義信號(hào)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組的每個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)與用于子帶信號(hào)的中間濾波器的脈沖響應(yīng)相對(duì)應(yīng)，其中復(fù)值子帶信號(hào)中的至少一個(gè)包括至少兩個(gè)不同的非零值，以及其中每個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)都比脈沖響應(yīng)信號(hào)短。本發(fā)明第一方面的實(shí)施例是基于以下發(fā)現(xiàn)的，即可以在子帶域中實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)的更高效和/或更靈活的濾波(或操作)，所述子帶域有時(shí)還被稱為QMF域(正交鏡像濾波器)，其具有比其他操作方案更好的質(zhì)量。相對(duì)于效率特別是計(jì)算效率的增益是與在具有不均勻?yàn)V波器特性的濾波器的時(shí)域中的脈沖響應(yīng)相比較更短的中間濾波器的脈沖響應(yīng)、 以及子帶信號(hào)可被彼此獨(dú)立地處理這一事實(shí)的共同結(jié)果。由于所述更短的脈沖響應(yīng)，濾波器裝置的實(shí)施例可以分別獨(dú)立地處理由復(fù)分析濾波器組輸出的每個(gè)復(fù)子帶信號(hào)。因此，可以并行執(zhí)行濾波，由于所述更短的脈沖響應(yīng)，這就相比于直接操作時(shí)域輸入信號(hào)而言顯著加快了對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)的處理。就平衡計(jì)算效率和質(zhì)量的方面而論，根據(jù)本發(fā)明第一方面的實(shí)施例是尤其有利的。雖然可以通過(guò)對(duì)具有不均勻幅度/頻率特性的濾波器的脈沖響應(yīng)進(jìn)行卷積來(lái)實(shí)現(xiàn)在時(shí)域中對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)的直接處理，并且這通常也會(huì)有很好的質(zhì)量，但是由于時(shí)域中濾波器的脈沖響應(yīng)的長(zhǎng)度，卷積需要很高的計(jì)算工作量。另一方面，通過(guò)執(zhí)行傅立葉變換來(lái)將音頻信號(hào)變換為頻域信號(hào)表現(xiàn)出極大的缺點(diǎn)，即在傅立葉域中無(wú)法以較高的質(zhì)量高效地執(zhí)行現(xiàn)代聲學(xué)系統(tǒng)中必要的其他操作。因此，通過(guò)采用多個(gè)中間濾波器，每個(gè)具有與具有相應(yīng)濾波器的濾波器特性的濾波器的時(shí)域中的脈沖響應(yīng)相比較更短的脈沖響應(yīng)，其中至少一個(gè)中間濾波器具有至少包含兩個(gè)非零值的脈沖響應(yīng)，這表現(xiàn)出在計(jì)算效率方面與質(zhì)量方面之間非常有利的折衷。因而， 本發(fā)明濾波器裝置的實(shí)施例表現(xiàn)出在對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行直接處理與采用傅立葉變換之間極好的折衷，所述直接處理例如通過(guò)對(duì)具有指示不均勻?yàn)V波器特性的更長(zhǎng)脈沖響應(yīng)的時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行卷積，這會(huì)導(dǎo)致龐大的計(jì)算工作量，而所述采用傅立葉變換會(huì)導(dǎo)致處理信號(hào)的另外路徑中更多的問(wèn)題。本發(fā)明第一方面的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)尤其表現(xiàn)在HR濾波器(有限脈沖響應(yīng))的環(huán)境中，這是由于多個(gè)中間濾波器中的每個(gè)中間濾波器都具有與時(shí)域中的HR濾波器的脈沖響應(yīng)相比明顯更短的脈沖響應(yīng)。因此，通過(guò)并行處理由復(fù)分析濾波器組輸出的不同的子帶信號(hào)，可以顯著提高計(jì)算效率。該方面對(duì)于具有較長(zhǎng)脈沖響應(yīng)的濾波器領(lǐng)域尤其重要。具有很長(zhǎng)脈沖響應(yīng)的濾波器頻繁出現(xiàn)的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是HRTF相關(guān)應(yīng)用(HRTF =頭部相關(guān)傳遞函數(shù))，例如饋入到耳機(jī)、其他頭部相關(guān)揚(yáng)聲器系統(tǒng)或立體聲音響系統(tǒng)的向下混頻多通道音頻信號(hào)。在許多具體應(yīng)用中，當(dāng)音頻信號(hào)已存在于(復(fù))子帶或QMF域中時(shí)，甚至可以更加提高計(jì)算效率。因此，在許多具體的實(shí)施方式中，用于從時(shí)域輸入信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)復(fù)子帶信號(hào)的復(fù)分析濾波器組和用于合成時(shí)域輸出信號(hào)的復(fù)合成濾波器組是已經(jīng)存在的。關(guān)于第二方面，本發(fā)明的實(shí)施例是基于以下發(fā)現(xiàn)的，即可以通過(guò)提供中間濾波器定義信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)以更好的質(zhì)量對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行更靈活和更高效的濾波，所述中間濾波器定義信號(hào)例如可被提供到根據(jù)第一方面的濾波器裝置以定義所述信號(hào)的中間濾波器。根據(jù)本發(fā)明第二方面的實(shí)施例的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)為本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例提供濾波器定義信號(hào)來(lái)獲得用于中間濾波器組的中間濾波器定義信號(hào)，所述的濾波器定義信號(hào)例如是指示時(shí)域中濾波器的幅度/頻率濾波器特性的脈沖響應(yīng)信號(hào)或其他濾波器定義信號(hào)。因此，濾波器產(chǎn)生器的實(shí)施例在幾乎不引入混疊影響的情況下將用于中間濾波器組的濾波器定義信號(hào)提供到與由濾波器定義信號(hào)定義的時(shí)域中的濾波器相同的高效濾波。因而，本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了子帶域中的任意濾波器幾乎無(wú)混疊的性能。通過(guò)利用本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例，可以將任意濾波器特性從時(shí)域轉(zhuǎn)換到子帶信號(hào)域，如幾乎無(wú)混疊的均衡化、低通濾波器特性、高通濾波器特性、帶通濾波器特性、帶阻濾波器特性、共振濾波器特性、陷波濾波器特性或更多復(fù)濾波器特性。在所述更多復(fù)濾波器特性當(dāng)中，多種特性以及HRTF相關(guān)濾波器特性的結(jié)合是很重要的，值得一提。特別地，在多通道音頻系統(tǒng)領(lǐng)域中的HRTF相關(guān)應(yīng)用以及其他高質(zhì)量應(yīng)用的環(huán)境中，必須注意，本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例能夠在子帶域中如實(shí)地對(duì)時(shí)域中給定的濾波器的操作進(jìn)行建模。由于時(shí)域中濾波器的相位特性被(幾乎)理想地轉(zhuǎn)換到子帶域中，所以對(duì)于HRTF相關(guān)應(yīng)用特別重要的幾乎無(wú)混疊的性能就成為可能。將這一點(diǎn)示出的示例將會(huì)在本申請(qǐng)的其他內(nèi)容中顯示。在本發(fā)明第二方面的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)中，比較特別的是相對(duì)于可達(dá)到的計(jì)算效率的顯著增益。本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例的復(fù)調(diào)制濾波器組生成多個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)作為中間濾波器定義信號(hào)，其中每個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)都比指示幅度/頻率濾波器特性的時(shí)域中脈沖響應(yīng)信號(hào)短。因此，濾波器產(chǎn)生器生成中間濾波器定義信號(hào)，所述中間濾波器定義信號(hào)包括復(fù)調(diào)制濾波器組的輸出，所述輸出具有多個(gè)較短的復(fù)值子帶信號(hào)，這不僅在濾波器裝置的實(shí)施例的框架中實(shí)現(xiàn)了在對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得時(shí)域輸出信號(hào)方面的快速、高效和并行的計(jì)算，而且實(shí)現(xiàn)了中間濾波器定義信號(hào)本身的快速、高效和并行的計(jì)算。與通過(guò)將脈沖響應(yīng)信號(hào)與時(shí)域輸入信號(hào)卷積來(lái)直接應(yīng)用指示幅度/頻率濾波器特性的時(shí)域中脈沖響應(yīng)信號(hào)相比較，根據(jù)本發(fā)明第二方面的本發(fā)明濾波器產(chǎn)生器的實(shí)施例的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化、快速且更高效的計(jì)算，結(jié)果是與更復(fù)雜的卷積方法相比較在聽(tīng)覺(jué)上無(wú)差別。此外，本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例還提出了在應(yīng)用于子帶域的可能的濾波器特性方面的顯著增強(qiáng)的靈活性的優(yōu)點(diǎn)。由于通過(guò)本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例可以將任意濾波器特性從時(shí)域轉(zhuǎn)換到子帶域，所以將極高的靈活性引入到音頻信號(hào)處理和操作。例如，本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例能夠提供與HRTF相關(guān)濾波器的各自獨(dú)立改變的濾波器特性相對(duì)應(yīng)的中間濾波器定義信號(hào)。在HRTF領(lǐng)域中，這提供了根據(jù)個(gè)人的需要和聽(tīng)覺(jué)能力來(lái)單獨(dú)修改HRTF濾波器的機(jī)會(huì)。此外，還可以調(diào)整相對(duì)于彼此和相對(duì)于(仿真的或計(jì)算出的)環(huán)境(例如音樂(lè)廳、露天場(chǎng)所、體育場(chǎng))的源位置以及收聽(tīng)者位置。這提供了為收聽(tīng)者提供聲學(xué)條件方面的極高靈活性的極大優(yōu)勢(shì)。因此，本發(fā)明濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例提供了在不需要在時(shí)域、子帶域和/或頻域之間轉(zhuǎn)換音頻信號(hào)的情況下虛擬地從體育場(chǎng)切換到音樂(lè)廳或露天場(chǎng)地的可能性。通過(guò)采用本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例，可以在子帶域內(nèi)以非常高的質(zhì)量執(zhí)行對(duì)音頻信號(hào)的所有這些操作，這在感覺(jué)上與時(shí)域中的信號(hào)處理無(wú)差別，但這提供了計(jì)算效率方面的巨大改進(jìn)。這種靈活性不僅僅局限于從一個(gè)環(huán)境到另一個(gè)環(huán)境的切換(例如從體育場(chǎng)到音樂(lè)廳的切換)，反之亦然。本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例提供了以準(zhǔn)連續(xù)方式改變多個(gè)中間濾波器的濾波器特性的可能性。HRTF領(lǐng)域中的應(yīng)用是濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例的應(yīng)用和/或頭部跟蹤(head tracking)應(yīng)用中對(duì)濾波器裝置的應(yīng)用，其中例如收聽(tīng)者相對(duì)于不同聲源的位置以準(zhǔn)連續(xù)方式變化。可能的應(yīng)用包括例如具有非常高質(zhì)量的仿真和計(jì)算機(jī)游戲。濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于為濾波器產(chǎn)生器的復(fù)調(diào)制濾波器組提供的脈沖響應(yīng)信號(hào)通常是實(shí)值信號(hào)，而中間濾波器定義信號(hào)是具有大約相同總長(zhǎng)度的復(fù)值信號(hào)，所以濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例的應(yīng)用在存儲(chǔ)器使用方面更加有效。因而，將與中間濾波器定義信號(hào)(或中間濾波器的濾波器抽頭)相比較的脈沖響應(yīng)信號(hào)存儲(chǔ)，節(jié)省了存儲(chǔ)器，大致說(shuō)來(lái)階數(shù)為2。由于快速且高效的并行計(jì)算的可能性，尤其在包括關(guān)于可能的脈沖響應(yīng)信號(hào)的極大的參數(shù)空間在內(nèi)的存儲(chǔ)器敏感的應(yīng)用領(lǐng)域中，這就表現(xiàn)出重要的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器的一個(gè)實(shí)施例中，為濾波器產(chǎn)生器提供了濾波器定義信號(hào)，所述濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例可包括例如時(shí)域中數(shù)字濾波器的濾波器抽頭，或通過(guò)頻域中傳遞函數(shù)，所述濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例可包括濾波器的幅度/頻率特性和/或相位/頻率特性。在這些情況下，濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例還包括脈沖響應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生器，其將指示所得到的幅度/頻率濾波器特性的適當(dāng)?shù)臅r(shí)域中脈沖響應(yīng)信號(hào)提供給濾波器產(chǎn)生器的復(fù)調(diào)制濾波器組。因此，在本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器的一些實(shí)施例中包括脈沖響應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生器，這提供了在提供中間濾波器定義信號(hào)方面甚至更高的靈活性，這不僅是因?yàn)榭梢詫⒚}沖響應(yīng)信號(hào)以離散時(shí)間信號(hào)的形式提供給濾波器產(chǎn)生器的實(shí)施例，還因?yàn)闉V波器抽頭或時(shí)域中濾波器的頻域描述可通過(guò)濾波器產(chǎn)生器的適當(dāng)?shù)膶?shí)施例轉(zhuǎn)換到子帶域中。


現(xiàn)在，在不限制本發(fā)明的范圍或精神的情況下參考附圖、通過(guò)說(shuō)明性的示例來(lái)描述本發(fā)明。圖Ia示出了通過(guò)在包括濾波器產(chǎn)生器和濾波器裝置的系統(tǒng)中進(jìn)行子帶濾波對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的處理；圖Ib示出了復(fù)分析濾波器組的一種可能解決方案；圖Ic示出了復(fù)合成濾波器組的一種可能解決方案；圖Id示出了復(fù)合成濾波器組的另一種可能解決方案；
圖Ie示出了濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例與濾波器裝置實(shí)施例的多個(gè)中間濾波器的相互作用；圖2示出了通過(guò)直接形式的濾波對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的處理；圖3示出了具有濾波器變換器的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例；圖4示出了給定的濾波器脈沖響應(yīng)；圖5示出了通過(guò)子帶的復(fù)增益調(diào)整而獲得的脈沖響應(yīng)；圖6示出了給定的濾波器的幅度響應(yīng)；圖7示出了通過(guò)子帶的復(fù)增益調(diào)整而獲得的濾波器幅度響應(yīng)；圖8將本發(fā)明的性能與子帶的復(fù)增益調(diào)整相比較；圖9示出了包括濾波器產(chǎn)生器和其他組件的任選實(shí)施例在內(nèi)的濾波器裝置的優(yōu)選實(shí)施例；圖10示出了濾波器特性以及針對(duì)不同子帶的若干頻帶；以及圖11示出了濾波器產(chǎn)生器的優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例僅為說(shuō)明具有復(fù)調(diào)制濾波器組情況下的高效濾波的本發(fā)明原理。需要理解，此處描述的布置和細(xì)節(jié)的修改和變更對(duì)于本領(lǐng)與技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。所以， 本發(fā)明的意圖僅由所附權(quán)利要求的范圍所限定，而不被經(jīng)由對(duì)此處實(shí)施例的描述和說(shuō)明所示出的特定細(xì)節(jié)所限定。以下，具有相同或相似功能屬性的對(duì)象以相同的參考標(biāo)記來(lái)表示。除非清晰可見(jiàn)， 否則關(guān)于具有相似或等價(jià)功能屬性的對(duì)象的描述可彼此互換。圖Ia以包括濾波器裝置和濾波器產(chǎn)生器的實(shí)施例在內(nèi)的系統(tǒng)的形式示出了根據(jù)本發(fā)明通過(guò)子帶濾波對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的處理。該信號(hào)路徑例如可以表示空間音頻呈現(xiàn)系統(tǒng)的一部分，其中輸入是接收的音頻信道，輸出是在右耳處播放的信號(hào)分量。復(fù)分析濾波器組 101通過(guò)使用L個(gè)分析濾波器構(gòu)成的組進(jìn)行濾波，緊接著通過(guò)以因子L下采樣，來(lái)分析輸入信號(hào)(數(shù)字音頻信號(hào)或時(shí)域輸入信號(hào))，其中L是正數(shù)，優(yōu)選地大于1。通常因子L為2的冪，優(yōu)選地L = 64。通常通過(guò)對(duì)原型濾波器p(v)進(jìn)行復(fù)調(diào)制來(lái)獲得分析濾波器，其中ν 是正數(shù)，指示數(shù)據(jù)數(shù)組中的索引或沒(méi)有經(jīng)因子L下采樣的信號(hào)中的值的索引。濾波器組的輸出由L個(gè)子帶信號(hào)構(gòu)成，所述L個(gè)子帶信號(hào)由子帶濾波102處理。該子帶濾波包括諸如根據(jù)所接收的控制數(shù)據(jù)的子帶增益調(diào)整之類的操作以及在每個(gè)子帶中分別應(yīng)用的有限脈沖響應(yīng)濾波器的應(yīng)用。子帶濾波器的濾波器抽頭是從濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例的(本發(fā)明的) 濾波器變換器104獲得的，所述濾波器變換器104將由直接形式濾波器抽頭、頻域描述或脈沖響應(yīng)(信號(hào))所描述的濾波器作為輸入。復(fù)合成濾波器組103通過(guò)以因子L上采樣、由L 個(gè)合成濾波器進(jìn)行濾波、將所有結(jié)果相加并提取實(shí)部來(lái)重建輸出信號(hào)。將所有結(jié)果相加和提取實(shí)部還可以彼此交換順序，如將會(huì)關(guān)于圖Ic和Id更細(xì)致地顯示的那樣。圖Ib更詳細(xì)地顯示了復(fù)分析濾波器組101。復(fù)分析濾波器組101包括針對(duì)復(fù)分析濾波器組101要輸出的每個(gè)子帶的數(shù)量為L(zhǎng)個(gè)的多個(gè)中間分析濾波器120。更確切地說(shuō)，L 個(gè)中間分析濾波器120中的每一個(gè)都并行連接到節(jié)點(diǎn)130，待處理的時(shí)域輸入信號(hào)也被提供到所述節(jié)點(diǎn)130。中間分析濾波器中的每一個(gè)都適于相對(duì)于每個(gè)子帶的中心頻率對(duì)復(fù)分析濾波器組101的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波。根據(jù)不同子帶的中心頻率，每個(gè)子帶以子帶索引或索引η來(lái)標(biāo)記，其中η是非負(fù)整數(shù)，典型地在0到L-I的范圍內(nèi)。復(fù)分析濾波器組101的中間分析濾波器120是可以根據(jù)中間分析濾波器120所應(yīng)用的子帶的子帶索引η，通過(guò)復(fù)調(diào)制從原型濾波器Ρ(ν)推導(dǎo)得到的。以下描述涉及原型濾波器復(fù)調(diào)制的更多細(xì)節(jié)。直接通過(guò)中間分析濾波器120或通過(guò)可選的下采樣器140(在圖Ib中用點(diǎn)線表示)，將中間分析濾波器組120輸出的信號(hào)的采樣頻率以因子L減小。如前所述，提供給由相應(yīng)的中間分析濾波器120輸出的每個(gè)子帶信號(hào)的下采樣器140是可選的，這是因?yàn)?，根?jù)具體的實(shí)施方式，還可以在中間分析濾波器120的框架中執(zhí)行下采樣。原則上并不需要對(duì)由中間分析濾波器120輸出的信號(hào)進(jìn)行下采樣。然而，由于由復(fù)分析濾波器組101提供的數(shù)據(jù)的量可備選地以因子L增大，這會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)顯著冗余，所以存在顯式或隱式的下采樣器140是優(yōu)選的。圖Ic示出了復(fù)合成濾波器組103的可能解決方案。復(fù)合成濾波器組103包括L 個(gè)中間合成濾波器，來(lái)自子帶濾波102的L個(gè)子帶信號(hào)被提供到所述L個(gè)中間合成濾波器。 根據(jù)在中間合成濾波器150框架中的濾波之前的復(fù)合成濾波器組103的具體實(shí)施方式
，子帶信號(hào)被L個(gè)上采樣器160上采樣，所述上采樣器160通過(guò)以因子L增大采樣頻率來(lái)重建子帶信號(hào)的采樣頻率。換句話說(shuō)，可選的上采樣器160重建或重組提供到上采樣器160子帶信號(hào)，，從而在采樣頻率以因子L增大的同時(shí)，保留每個(gè)子帶信號(hào)中所包含的信息。然而， 如已在圖Ib的上下文中說(shuō)明的，上采樣器160是可選的組件，這是因?yàn)檫€可以在中間合成濾波器150的框架中執(zhí)行上采樣。因此，由上采樣器160執(zhí)行的對(duì)子帶信號(hào)的上采樣的步驟可以同時(shí)在中間合成濾波器150的框架中處理。然而，如果下采樣器140既不是顯式也不是隱式實(shí)現(xiàn)的，則上采樣器160也不必顯式或隱式實(shí)現(xiàn)。中間合成濾波器150通過(guò)輸出連接到加法器170，所述加法器170將由L個(gè)中間合成濾波器150輸出的濾波后的子帶信號(hào)相加。加法器170還連接到實(shí)部提取器180，所述實(shí)部提取器180基于由加法器170提供的復(fù)值信號(hào)提取或形成實(shí)值信號(hào)或確切地說(shuō)是(實(shí)值)時(shí)域輸出信號(hào)。實(shí)部提取器180可以例如通過(guò)提取由加法器170提供的復(fù)值信號(hào)的實(shí)部、通過(guò)計(jì)算由加法器170提供的復(fù)值信號(hào)的絕對(duì)值或者通過(guò)基于復(fù)值輸入信號(hào)形成實(shí)值輸出信號(hào)的其他方法來(lái)執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。在圖Ia中所示系統(tǒng)的情況下，由實(shí)部提取器180輸出的信號(hào)是由本發(fā)明的濾波器裝置實(shí)施例輸出的時(shí)域輸出信號(hào)。圖Id中所示的復(fù)合成濾波器組103的第二種可能解決方案與僅涉及實(shí)部提取器 180和加法器170的圖Ic中所示的第一種可能解決方案有所不同。更確切地說(shuō)，中間合成濾波器150的輸出從每個(gè)子帶分別連接到實(shí)部提取器180，所述實(shí)部提取器180基于由中間合成濾波器150輸出的復(fù)值信號(hào)提取或形成實(shí)值信號(hào)。實(shí)部提取器180然后連接到加法器 170，所述加法器170將根據(jù)L個(gè)濾波后的子帶信號(hào)推導(dǎo)得到的L個(gè)實(shí)值信號(hào)相加，以形成由加法器170提供的實(shí)值輸出信號(hào)，所述實(shí)值輸出信號(hào)在圖Ia中所示系統(tǒng)的情況下是時(shí)域輸出信號(hào)。圖Ie更詳細(xì)地顯示了子帶濾波102以及子帶濾波102與濾波器變換器104的相互作用。子帶濾波102包括多個(gè)中間濾波器190，其中將提供到子帶濾波102的每一個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)提供給一個(gè)中間濾波器190。因此，子帶濾波102包括L個(gè)中間濾波器190。濾波器變換器104連接到中間濾波器190的每一個(gè)。因而，濾波器變換器104能夠?yàn)樽訋V波102的每個(gè)中間濾波器190提供濾波器抽頭。涉及由中間濾波器190完成的濾波的更多細(xì)節(jié)將會(huì)在本申請(qǐng)的其他內(nèi)容中說(shuō)明。因此，提供到不同的中間濾波器190的且由濾波器變換器104輸出的濾波器抽頭形成中間濾波器定義信號(hào)。此外，應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)施例、解決方案和實(shí)施方式可包括用于對(duì)信號(hào)或信號(hào)子集中的任何一個(gè)進(jìn)行延遲的附加的和/或可選的延遲，為了簡(jiǎn)明，所述延遲在圖Ia至Ie中被省略。此外在圖2至11中，為了簡(jiǎn)明，也省略了可選的延遲。然而，在所有的實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，延遲或延遲器可被包括在作為可選元件示出(例如濾波器)或添加的元件中。圖2示出了通過(guò)直接形式的濾波201對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)的處理。如果給定相同的濾波器作為通向圖1的濾波器變換器104以及直接濾波201的輸入，則濾波器變換器104的設(shè)計(jì)目的是如果復(fù)分析濾波器組101和直接濾波201的數(shù)字音頻輸入相同，且直接濾波 102中的處理僅由固定(stationary)的子帶濾波構(gòu)成，則數(shù)字音頻輸出103應(yīng)當(dāng)在感覺(jué)上 (或聽(tīng)覺(jué)上)與直接濾波201的數(shù)字音頻輸出無(wú)差別。在圖Ia至圖Ie中所示系統(tǒng)的實(shí)施例中，濾波器變換器104的濾波器輸入作為濾波器定義信號(hào)給出，所述濾波器定義信號(hào)例如可包括相應(yīng)的時(shí)域?yàn)V波器的濾波器抽頭、頻域描述(幅度/頻率特性和相位/頻率特性)或適當(dāng)?shù)臑V波器的脈沖響應(yīng)信號(hào)。在直接濾波201的情況下，原則上可以使用相同的濾波器定義信號(hào)。根據(jù)具體實(shí)施方式
和濾波器定義信號(hào)，可以通過(guò)在數(shù)字濾波器的框架中直接應(yīng)用濾波器抽頭、通過(guò)離散傅里葉變換以及傳遞函數(shù)或其他頻域描述、或者通過(guò)對(duì)脈沖響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行卷積來(lái)執(zhí)行濾波。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明濾波器變換器104的優(yōu)選實(shí)施例作為濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例。濾波器假定是其脈沖響應(yīng)給出的。將該脈沖響應(yīng)視作離散時(shí)間信號(hào)，由L頻帶復(fù)分析 (濾波器)組301進(jìn)行分析。而后，得到的子帶信號(hào)輸出正是分別應(yīng)用于子帶濾波102中每個(gè)子帶中的濾波器的脈沖響應(yīng)。在圖3中所示的優(yōu)選實(shí)施例中，提供給濾波變換器104及其復(fù)分析濾波器組或復(fù)分析濾波器組301的濾波器定義信號(hào)是指示濾波器幅度/頻率特性的脈沖響應(yīng)信號(hào)，所述幅度/頻率特性將被轉(zhuǎn)換到子帶域。因此，L個(gè)子帶中的每一個(gè)的復(fù)分析(濾波器)組301的輸出表示子帶濾波102中包括的中間濾波器的脈沖響應(yīng)。復(fù)分析濾波器組301原則上是從分析濾波器組101推導(dǎo)而來(lái)的，但復(fù)分析濾波器組301具有不同的原型濾波器和略有不同的調(diào)制結(jié)構(gòu)，所述調(diào)制結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)將會(huì)在以下描述中說(shuō)明。用于復(fù)分析濾波器組101的實(shí)施的相同快速算法可重新用于復(fù)分析濾波器組 301，這會(huì)帶來(lái)非?？旌头浅８咝У淖儞Q處理。此外，原型濾波器q( ν)的長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)為僅為原型濾波器p(v)的長(zhǎng)度的一部分。 由于以因子L進(jìn)行了下采樣，子帶濾波器的長(zhǎng)度以因子L小于給定的時(shí)域?yàn)V波器與原型濾波器q(v)長(zhǎng)度之和。計(jì)算工作量從而與直接形式濾波201相比降低了大約L/4。偏移因子4是由于以復(fù)濾波代替實(shí)濾波。另一偏移是復(fù)分析和合成濾波器組101和103的計(jì)算成本。對(duì)于高效的實(shí)施方式，該成本可與相當(dāng)短的HR濾波器比較，因此可忽略不計(jì)，如前所述。此外，計(jì)算成本降低的這種偏移在已采用了這兩個(gè)濾波器組101和103的系統(tǒng)中并不存在。圖4示出了給定濾波器脈沖響應(yīng)400的示例。所述脈沖響應(yīng)由192 (64 · 3)個(gè)非零抽頭構(gòu)成。換句話說(shuō)，圖4中所示的脈沖響應(yīng)400包括192個(gè)非零值。在本申請(qǐng)中，非零抽頭或值是理想情況下不等于零的抽頭或值。然而，由于在本申請(qǐng)的框架中的實(shí)施方式的約束，非零值或抽頭是絕對(duì)值大于預(yù)定閾值的實(shí)值或復(fù)值的抽頭或值，所述閾值例如10_s或2_3，其中S是取決于具體實(shí)施的需求的正整數(shù)。在數(shù)字系統(tǒng)中， 優(yōu)選地，該閾值在二進(jìn)制系統(tǒng)(基數(shù)為2)中定義，其中整數(shù)s具有取決于特定實(shí)施方式的預(yù)定值。典型地，值s為4、5、6、7、8、10、12、14、16或32。在應(yīng)用具有長(zhǎng)度640 ( = 64 · 10)的原型濾波器的L = 64個(gè)頻帶濾波器組，且長(zhǎng)度為192( = 64 · 3)的原型濾波器用于圖3的濾波器變換器104的情況下，對(duì)于圖像的分辨率，圖1系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)400與該給定的脈沖響應(yīng)無(wú)差別。相應(yīng)的中間子帶濾波器中每一個(gè)僅具有5( = 3+3-1)個(gè)抽頭，如后文中所說(shuō)明的。圖5示出了在與包絡(luò)調(diào)整和均衡化的現(xiàn)有技術(shù)使用相對(duì)應(yīng)的特殊情況下具有64 頻帶濾波器組的圖1系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)410。在這種情況下，子帶濾波器或確切地說(shuō)是中間濾波器190全部都是僅有一個(gè)抽頭的濾波器，從而將恒定的復(fù)增益應(yīng)用于每個(gè)頻帶。對(duì)于每個(gè)頻帶，選擇相應(yīng)的增益，使該增益等于在特定子帶的中心頻率處評(píng)估的圖4濾波器的復(fù)頻率響應(yīng)。如結(jié)果中可見(jiàn)，有嚴(yán)重的預(yù)回聲偽像(pre-echo artefact)，并且在該濾波器響應(yīng)的應(yīng)用與圖4的目標(biāo)脈沖響應(yīng)400之間會(huì)有顯著的感覺(jué)差異。圖6示出了圖4濾波器的幅度響應(yīng)420。圖6的頻率標(biāo)度調(diào)整到64頻帶濾波器組 (L = 64)的分辨率。圖7示出了在圖5所示脈沖響應(yīng)410底層的濾波器幅度響應(yīng)430。如圖所示，每個(gè)子帶僅有一個(gè)增益，這種使用導(dǎo)致對(duì)所希望的頻率響應(yīng)的較差逼近。造成這種情況的主要原因是目標(biāo)相位譜的快速變化。實(shí)際上，該現(xiàn)有技術(shù)方法更適合于對(duì)線性相位響應(yīng)進(jìn)行模擬。圖8最終將本發(fā)明實(shí)施例的性能與子帶的復(fù)增益調(diào)整的現(xiàn)有技術(shù)方法的性能作比較。點(diǎn)曲線是對(duì)圖6的目標(biāo)幅度響應(yīng)420的重繪。長(zhǎng)劃曲線440是目標(biāo)濾波器的復(fù)頻率響應(yīng)與由現(xiàn)有技術(shù)方法對(duì)該復(fù)頻率響應(yīng)的逼近之間的差異的幅度響應(yīng)。實(shí)曲線450是目標(biāo)濾波器的復(fù)頻率響應(yīng)與由具有在圖4描述期間所述參數(shù)的本發(fā)明教授的方法對(duì)該復(fù)頻率響應(yīng)的逼近之間的差異的幅度響應(yīng)。如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)方法的誤差僅在濾波器組子帶的 64個(gè)中點(diǎn)(midpoint)處較小，而本發(fā)明的方法可帶來(lái)50dB范圍內(nèi)的逼近質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)指出， 對(duì)于任意輸入信號(hào)，本發(fā)明系統(tǒng)的輸出與參考系統(tǒng)的輸出相比較時(shí)測(cè)量的性能水平都是如此。如圖8中的兩條曲線440與450的比較所示，本發(fā)明的濾波器裝置的實(shí)施例、濾波器產(chǎn)生器的實(shí)施例和包括這兩個(gè)實(shí)施例在內(nèi)的系統(tǒng)提供了與對(duì)輸入信號(hào)的操作質(zhì)量有關(guān)的顯著的優(yōu)點(diǎn)。以上所顯示的與對(duì)輸入信號(hào)的濾波(或操作)質(zhì)量有關(guān)的顯著差異是以下事實(shí)的結(jié)果，所述事實(shí)即至少一個(gè)中間濾波器190具有包含兩個(gè)或更多個(gè)非零值的脈沖響應(yīng)。換句話說(shuō)，至少一個(gè)中間濾波器190包括至少兩個(gè)非零的濾波器抽頭。此外，必須注意，由濾波器裝置的實(shí)施例處理的子帶的數(shù)量L大于或至少等于2。然而，如果基于傅里葉變換的濾波與由作為濾波器傳遞函數(shù)的幅度/頻率特性和/或相位/頻率特性主要描述的濾波器相結(jié)合，子帶的數(shù)量L明顯小于在這種情況下的相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量所需的頻帶的數(shù)量。由于中間濾波器190的脈沖響應(yīng)明顯短于底層濾波器特性的時(shí)域中脈沖響應(yīng)這一事實(shí)，所以可以明顯更快地執(zhí)行關(guān)于每個(gè)子帶的計(jì)算。此外，由于可以獨(dú)立處理不同的子帶信號(hào)，所以濾波器裝置的實(shí)施例以及濾波器產(chǎn)生器104的實(shí)施例都可以以快速且并行的方式非常高效地處理各自的輸入信號(hào)。因此，可以以并行方式非常高效地執(zhí)行對(duì)作為輸入信號(hào)的數(shù)字音頻輸入以及指示濾波器特性的脈沖響應(yīng)這兩者的處理。如前所示，由于在對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波的處理中每個(gè)頻帶僅與(復(fù)或?qū)?抽頭相乘，所以本發(fā)明的濾波器裝置實(shí)施例以及本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例結(jié)合了以下兩者的優(yōu)點(diǎn)，所述以下兩者為在時(shí)域中對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行直接處理，這帶來(lái)了非常高的質(zhì)量；以及使用傅里葉變換與頻域中傳遞函數(shù)相結(jié)合，這提供了很高的效率。另一方面，可以將完全在時(shí)域中處理輸入信號(hào)從而導(dǎo)致龐大計(jì)算工作量、以及傅里葉變換兩者的缺點(diǎn)顯著地降低并抑制到以下水平，即濾波器裝置實(shí)施例的輸出在感覺(jué)上與時(shí)域中的直接處理的質(zhì)量無(wú)差別。這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)為對(duì)具有變化的濾波器特性的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波提供了極大的靈活性。這在HRTF領(lǐng)域尤其重要，這是由于HRTF相關(guān)濾波器通常具有非常長(zhǎng)的脈沖響應(yīng)。因此，由于可以對(duì)子帶信號(hào)進(jìn)行并行處理，包括復(fù)分析濾波器組101、子帶濾波102中的多個(gè)中間濾波器190以及復(fù)合成濾波器組103在內(nèi)的本發(fā)明的濾波器裝置實(shí)施例特別在HRTF 相關(guān)應(yīng)用的領(lǐng)域中提供了顯著的計(jì)算上的優(yōu)點(diǎn)。濾波器產(chǎn)生器實(shí)施例和包括濾波器裝置和濾波器產(chǎn)生器在內(nèi)的系統(tǒng)的實(shí)施例還提供了以下優(yōu)點(diǎn)，即濾波器可容易地調(diào)整以適合特定的環(huán)境、參數(shù)或當(dāng)前應(yīng)用的其他特定需要。尤其在HRTF相關(guān)應(yīng)用方面，這種系統(tǒng)的實(shí)施例可用在頭部跟蹤應(yīng)用中，該應(yīng)用中聲音和噪聲的多個(gè)來(lái)源以及收聽(tīng)者的位置隨時(shí)間變化。所以，包括濾波器裝置和濾波器產(chǎn)生器在內(nèi)的系統(tǒng)的這種實(shí)施例提供了非常高效且靈活的方式，以便通過(guò)耳機(jī)或其他頭部相關(guān)的音響系統(tǒng)(立體聲音響系統(tǒng))來(lái)呈現(xiàn)相對(duì)于假想的收聽(tīng)者的變化的位置和方位的聲源的三維布置的音頻印象。如最后示例所示，本發(fā)明的濾波器裝置以及本發(fā)明的濾波器產(chǎn)生器的實(shí)施例不僅提供了用于極佳質(zhì)量的音頻操作的非常高效的系統(tǒng)，而且提供了以高效方式引入發(fā)生改變的音頻印象的非常靈活的方式。復(fù)調(diào)制濾波器組在下文中，令
權(quán)利要求
1.一種濾波器產(chǎn)生器(104)，用于提供中間濾波器定義信號(hào)，所述濾波器產(chǎn)生器(104)包括復(fù)調(diào)制濾波器組(301)，用于對(duì)指示幅度/頻率濾波器特性的時(shí)域中的脈沖響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得多個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)作為所述中間濾波器定義信號(hào)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組(301)的每個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)與針對(duì)子帶信號(hào)的中間濾波器的脈沖響應(yīng)相對(duì)應(yīng)；復(fù)值子帶信號(hào)中的至少一個(gè)包括至少兩個(gè)不同的非零值；以及每個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)都比脈沖響應(yīng)信號(hào)短。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組(301)適于輸出作為脈沖響應(yīng)信號(hào)的至少兩個(gè)值的線性組合的至少一個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組(301)適于對(duì)不均勻幅度/頻率濾波器特性的脈沖響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組 (301)對(duì)脈沖響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波，以及脈沖響應(yīng)信號(hào)是基于HRTF相關(guān)脈沖響應(yīng)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組 (301)適于輸出L個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)，L是大于1的正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組(301)適于提供以因子L進(jìn)行下采樣后的L個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組 (301)適于輸出L = 64個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組 (301)適于提供具有基于以下方程的值的復(fù)值子帶信號(hào)^W= Σ ^ ++(12)I/=- \J其中η是從0到(L-I)范圍內(nèi)的整數(shù)，用于指示復(fù)值子帶信號(hào)的索引，k和υ是整數(shù)， h(u)是具有所述濾波器特性的濾波器的響應(yīng)，π = 3. 1415926...是圓周率，/=VTf是復(fù)數(shù)單位，以及q( υ )是實(shí)值原型濾波器的濾波器抽頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組 (301)適于提供具有基于以下方程的值的復(fù)值子帶信號(hào)
10.根據(jù)權(quán)利要求8至9之一所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中適配所述復(fù)調(diào)制濾波器組(301)以使原型濾波器抽頭q( υ )對(duì)于從0到191的整數(shù)υ滿足以下關(guān)系-0204q
(-o.202-0199q[l]彡-o.197-0194q[2]彡-ο.192-0189q[3]彡-ο.187-0183q[4]彡-ο.181-0178q[5]彡-0.176-0172q[6]彡-0.170-0166q[7]彡-0.164-0160q[8]彡-0.158-0154q[9]彡-0.152-0148^q[10] ( -0.1460.142q11]^-0. 1400.135q12]^-0.1330.129q13]^-0.1270.122q14]^-0. 1200.116q15]^-0.1140.109q16]^-0.1070.102q17]^-0.1000.096q18]^-0.0940.089q19]^-0.0870.082q20]^-0.0800.075q21]^-0.0730.068q22]^-0.0660.061q23]^-0.0590.054q24]^-0.0520.046q25]^-0.0440.039q26]^-0.0370.032q27]^-0.0300.024q28]^-0.0220.017q29]^-0. 0150.009q30]^-0.0070.002q31]^0. 0000.006q[32]0.0080.014q[33]0.0160.021q[34]0.0230.029q[35]0.0310.037q[36]0.0390.045q[37]0.0470.054q[38]0.0560.062q39]0.0640.070q40]0.0720.079q41]0.0810.087q42]0.0890.096q43]0.0980.105q44]0.1070.113q45]0.1150.122q46]0.1240.132q47]0.1340.141q48]0.1430.150q49]0.1520.160q50]0.1620.170q51]0.1720.180q52]0.1820.190q53]0.1920.200q54]0.2020.210q55]0.2120.221q56]0.2230.232q57]0.2340.243q58]0.2450.254q59]0.2560.266q60]0.2680.278q61]0.2800.290q62]0.2920.303q63]0.3050.902q64]0.9040.909q65]0.9110.917q66]0.9190.924q67]0.9260.930q68]0.9320.936q69]0.9380.942q70]0.9440.947q71]0.9490.952q72]0.9540.957q73]0.9590.961q74]0.9630.965q75]0.9670.969q76]0.9710.972q77]0.9740.975q78]^ 0.9770.978q79]^ 0.9800.981q80]^ 0.9830.984q81]^ 0.9860.986q82]^ 0.9880.988q83]^ 0.9900.990q84]^ 0.9920.992q85]^ 0.9940.993q86]^ 0.9950.995q87]^ 0.9970.996q88]^ 0.9980.997q89]^ 0.9990.998q90](1.0000.999q91](1.0010.999q92](1.0011.000q93](1.0021.000q94](1.0021.000q95](1.0021.000q96](1.0021.000q97](1.0020.999q98](1.0010.999q99](1.0010.998q100](1.0000.997q101]^ 0.9990.996q102]^ 0.9980.995q103]^ 0.9970.993q104]^ 0.9950.992q105]^ 0.9940.990q106]^ 0.9920.988q107]^ 0.9900.986q108]^ 0.9880.984q109]^ 0.9860.981q110]^ 0.9830.978q111]^ 0.9800.975q112]^ 0.9770.972q113]^ 0.9740.969q114]^ 0.9710.965q115]^ 0.9670.961q116](0.9630.957q[117]0.9590.952q[118]0.9540.947q[119]0.9490.942q[120]0.9440.936q[121]0.9380.930q[122]0.9320.924q[123]0.9260.917q[124]0.9190.909q[125]0.9110.902q[126]0.9040.893q[127]0.8950.290q[128]0.2920.278q[129]0.2800.266q[130]0.2680.254q[131]0.2560.243q[132]0.2450.232q[133]0.2340.221q[134]0.2230.210q[135]0.2120.200q[136]0.2020.190q[137]0.1920.180q[138]0.1820.170q[139]0.1720.160q[140]0.1620.150q[141]0.1520.141q[142]0.1430.132q[143]0.1340.122q[144]0.1240.113q[145]0.1150.105q[146]0.1070.096q[147]0.0980.087q[148]0.0890.079q[149]0.0810.070q[150]0.0720.062q[151]0.0640.054q[152]0.0560.045q[153]0.0470.037q[154]0.0390.029q[155]0.0310. 021 ^ q[56](00230. 014 彡 q[57]彡00160. 006 ( q[58]彡0008-ο·002q159]彡0000-ο·009q160](-0. 007-ο·017q161]-ο·015-ο·024 q162]-ο·022-ο·032q163]-ο·030-ο·039q164]-ο·037-ο·046q165]-ο·044-ο·054q166]-ο·052-ο·061q167]-ο·059-ο·068q168]-ο·066-ο·075q169]-ο·073-ο·082q170]-ο·080-ο·089q171]-ο·087-ο·096q172]-ο·094-ο·102q173]-ο·100-ο·109q174]-ο·107-ο·116q175]-ο·114-ο·122q176]-ο·120-ο·129q177]-ο·127-ο·135q178]-ο·133-ο·142q179]-ο·140-ο·148q180]-ο·146-ο·154q181]-ο·152-ο·160q182]-ο·158-ο·166q183]-ο·164-ο·172q184]-ο·170-ο·178q185]-ο·176-ο·183q186]-ο·181-ο·189q187]-ο·187-ο·194q188]-ο·192-ο·199q189]-ο·197-ο·204q190]-ο·202-ο·209q191]-ο·207。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中適配所述復(fù)調(diào)制濾波器組(301)以使原型濾波器q( υ )對(duì)于從0到191的整數(shù)υ滿足以下關(guān)系 -0. 20294 ^ q
^ -0. 202920.19804q1]-0.198020.19295q2]-O.192930.18768q3]-O.187660.18226q4]-O.182240.17668q5]-O.176660.17097q6]-O.170950.16514q7]-O.165120.15919q8]-O.159170.15313q9]-O.153110.14697q10]-O.146950.14071q11]-O.140690.13437q12]-O.134350.12794q13]-O.127920.12144q14]-O.121420.11486q15]-O.114840.10821q16]-O.108190.10149q17]-O.101470.09471q18]-O.094690.08786q19]-O.087840.08095q20]-O.080930.07397q21]-O.073950.06694q22]-O.066920.05984q23]-O.059820.05269q24]-O.052670.04547q25]-O.045450.03819q26]-O.038170.03085q27]-O.030830.02345q28]-O.023430.01598q29]-O.015960.00845q30]-O.008430.00084q31]-O.000820.00683q[32]0.006850.01458q[33]0.014600.02240q[34]0.022420.03030q[35]0.030320.03828q[36]0.038300.04635q[37]0.046370.05451q[38]0.054530.06275q[39]0.062770.07110q40]0.071120.07954q41]0.079560.08809q42]0.088110.09675q43]0.096770.10552q44]0.105540.11442q45]0.114440.12344q46]0.123460.13259q47]0.132610.14189q48]0.141910.15132q49]0.151340.16091q50]0.160930.17066q51]0.170680.18058q52]0.180600.19067q53]0.190690.20095q54]0.200970.21143q55]0.211450.22211q56]0.222130.23300q57]0.233020.24412q58]0.244140.25549q59]0.255510.26711q60]0.267130.27899q61]0.279010.29117q62]0.291190.30364q63]0.303660.90252q64]0.902540.91035q65]0.910370.91769q66]0.917710.92457q67]0.924590.93101q68]0.931030.93705q69]0.937070.94270q70]0.942720.94800q71]0.948020.95295q72]0.952970.95758q73]0.957600.96190q74]0.961920.96593q75]0.965950.96968q76]0.969700.97317q77]0.973190.97641q78]0.97643
12.根據(jù)權(quán)利要求8至1中任意-一項(xiàng)所述的制濾波器組(301)以使實(shí)值原型濾波器系數(shù)q( υ)對(duì)于從0到191范圍內(nèi)的整數(shù)υ是由以下各式給出的
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組(301)還包括增益調(diào)整器，用于關(guān)于至少一個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)的值來(lái)調(diào)整該復(fù)值子帶信號(hào)，之后輸出增益調(diào)整后的復(fù)值子帶信號(hào)作為所述中間濾波器定義信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中復(fù)調(diào)制濾波器組(301)還包括脈沖響應(yīng)產(chǎn)生器(610)，用于基于提供給濾波器產(chǎn)生器(104)的濾波器定義信號(hào)來(lái)產(chǎn)生脈沖響應(yīng)信號(hào)，由脈沖響應(yīng)產(chǎn)生器(610)輸出的脈沖響應(yīng)信號(hào)被提供給復(fù)調(diào)制濾波器組(301)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中脈沖響應(yīng)產(chǎn)生器(610)適于以幅度/頻率濾波器特性、相位/頻率濾波器特性以及包括指示幅度/頻率濾波器特性的一組濾波器抽頭在內(nèi)的信號(hào)之中的至少一個(gè)為依據(jù)，來(lái)產(chǎn)生時(shí)域中的脈沖響應(yīng)信號(hào)作為濾波器定義信號(hào)。
16.一種濾波器系統(tǒng)，用于對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得時(shí)域輸出信號(hào)，所述濾波器系統(tǒng)包括濾波器裝置，用于對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得時(shí)域輸出信號(hào)，所述時(shí)域輸出信號(hào)是使用具有不均勻幅度/頻率特性的濾波器特性進(jìn)行濾波后的時(shí)域輸入信號(hào)的表示，所述濾波器裝置包括復(fù)分析濾波器組(101)，用于從時(shí)域輸入信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)復(fù)子帶信號(hào)； 多個(gè)中間濾波器(190)，其中所述多個(gè)中間濾波器(190)中的至少一個(gè)中間濾波器 (190)具有不均勻幅度/頻率特性，所述多個(gè)中間濾波器(190)具有比具有所述濾波器特性的濾波器的脈沖響應(yīng)短的脈沖響應(yīng)，以及所述多個(gè)中間濾波器的不均勻幅度/頻率特性共同表示不均勻?yàn)V波器特性；以及復(fù)合成濾波器組(103)，用于合成所述中間濾波器(190)的輸出以獲得所述時(shí)域輸出信號(hào)；其中，向?yàn)V波器裝置提供時(shí)域輸入信號(hào)作為所述時(shí)域輸入信號(hào)，并獲得時(shí)域輸出信號(hào)作為所述濾波器系統(tǒng)的所述時(shí)域輸出信號(hào)；以及根據(jù)權(quán)利要求1至15中任意一項(xiàng)所述的濾波器產(chǎn)生器(104)，其中濾波器產(chǎn)生器 (104)耦合到濾波器裝置以為多個(gè)中間濾波器(190)提供中間濾波器定義，其中濾波器裝置的多個(gè)中間濾波器(190)適配為具有基于中間濾波器定義信號(hào)的脈沖響應(yīng)。
17.一種用于提供中間濾波器定義信號(hào)的方法， 所述方法包括以下步驟對(duì)指示幅度/頻率濾波器特性的時(shí)域中的脈沖響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得多個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)作為中間濾波器定義信號(hào)；其中每個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)與針對(duì)子帶信號(hào)的中間濾波器的脈沖響應(yīng)相對(duì)應(yīng)； 復(fù)值子帶信號(hào)中的至少一個(gè)包括至少兩個(gè)不同的非零值；以及每個(gè)復(fù)值子帶信號(hào)都比脈沖響應(yīng)信號(hào)短。
18.一種計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法。
全文摘要
一種對(duì)時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行濾波以獲得時(shí)域輸出信號(hào)的濾波器裝置，所述時(shí)域輸出信號(hào)是使用具有不均勻幅度/頻率特性的濾波器特性進(jìn)行濾波后的時(shí)域輸入信號(hào)的表示，所述濾波器裝置包括復(fù)分析濾波器組(101)，用于從時(shí)域輸入信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)復(fù)子帶信號(hào)；多個(gè)中間濾波器，其中所述多個(gè)中間濾波器中的至少一個(gè)中間濾波器(102)具有不均勻幅度/頻率特性，所述多個(gè)中間濾波器具有與具有濾波器特性的濾波器的脈沖響應(yīng)相比較更短的脈沖響應(yīng)，以及所述多個(gè)中間濾波器的不均勻幅度/頻率特性共同表示不均勻?yàn)V波器特性；以及復(fù)合成濾波器組(103)，用于合成所述中間濾波器的輸出以獲得時(shí)域輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H03H17/02GK102158198SQ201010576370
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者拉斯·維勒密斯 申請(qǐng)人:科丁技術(shù)公司