專利名稱：自適應(yīng)濾波的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及自適應(yīng)濾波器和執(zhí)行自適應(yīng)濾波的方法，并且更具體地，涉及具有改進(jìn)的輸出和/或具有減小的計算復(fù)雜性的自適應(yīng)濾波器和執(zhí)行自適應(yīng)濾波的方法相關(guān)技術(shù)描述在用于超級音頻緊湊盤(SA-CD)的建議中，來自Σ-Δ調(diào)制器(SDM)的比特流-稱為直接流數(shù)字(DSD)格式-被直接放到盤上，例如作為64倍過采樣的1比特信號。由于這種特性，SA-CD的帶寬原則上超過100kHz，其中從0到20kHz處信號噪聲比(SNR)高(約120dB)，而從20kHz向上，因為增加的量化，SNR逐漸減小。
這種特性示意地顯示于

圖1，其中實線曲線顯示沒有音頻輸入信號的常規(guī)的DSD頻譜。噪聲的這個增加在信號處理時帶來潛在的問題，這可以容易地解釋。
DSD中記錄的小信號可能需要放大一個大的倍數(shù)。因為DSD信號本身不能被放大(DSD信號包括值為-1和1的1比特字)，所以DSD信號需要被變換成中間格式、放大、和被變換回DSD。變換成中間格式在原則上是一種低通操作，其中低通濾波器的輸出是高速率多比特信號。放大操作可以以中間格式來執(zhí)行。如果如上討論的，要保持100kHz的帶寬，則圖1的點線顯示的濾波器特性可被使用來進(jìn)行低通濾波。正如從圖1看到的，在低通濾波后仍舊會存在大量噪聲(有時，噪聲區(qū)域-20-100kHz-中的功率大于信號本身的功率)。在把增益因子加到中間信號后，原先的信號被放大，而且噪聲信號也被放大。最后，放大的信號可被變換回DSD。這個操作牽涉到把中間的高速率多比特信號饋送到SDM。
這可能帶來兩個問題。首先，加到SDM的輸入值不能是任意地大，因此，當(dāng)放大的信號被輸入到SDM時，有使SDM過載并變得不穩(wěn)定的可能性。由于每次重新量化操作(到中間格式和回到DSD格式)都會增加一些高頻噪聲，所以，可能發(fā)生過載的機(jī)會隨著執(zhí)行的每次信號處理操作而增加。一旦發(fā)生過載，就無法恢復(fù)輸出。
其次，在超級音頻CD系統(tǒng)說明，部分2，“Audio Specification(音頻技術(shù)規(guī)范)”-也稱為scarlet book(深紅書)-中規(guī)定的SA-CD標(biāo)準(zhǔn)，在附錄D中，規(guī)定了在20kHz以上帶寬中允許存在的最大噪聲量(RMS)。為了保護(hù)揚(yáng)聲器，設(shè)置了帶寬在40kHz和100kHz之間的最大RMS值。另外，非?？赡艿那闆r是雖然原始信號可能與附錄D兼容，但放大的版本卻可能不兼容。
常規(guī)地，執(zhí)行信號處理，直至遇到問題為止，即，或者最后的盤與附錄D不兼容，或者出現(xiàn)SDM過載。如果檢測到問題，則整個過程重復(fù)進(jìn)行，但是要采用不同的變換濾波器。這些新的濾波器將濾除更多的高頻信息，以使得不發(fā)生問題。新的濾波器特性例如可以是圖1的虛線。
這種方法具有的明顯缺點是如果在已經(jīng)執(zhí)行大量的處理以后發(fā)現(xiàn)錯誤，則所有處理都必須重做，并且低通濾波可能在某些不需要它的情形中施加，因此而不必要地減小中間信號的帶寬(盡管要注意的是，中間格式的比特速率將不改變)。
從上述內(nèi)容清楚可知，DSD信號的重新量化并非是無足輕重的任務(wù)，且當(dāng)重新量化時可能發(fā)生許多問題。已經(jīng)認(rèn)識的其中兩個問題是SDM的過載和非兼容的SA-CD DSD流的生成。
如上所述，信號的濾波是數(shù)字信號處理(DSP)應(yīng)用中的普通操作。典型情況下因為容易實現(xiàn)線性相位響應(yīng)而使用FIR濾波器。在涉及到高質(zhì)量數(shù)字音頻的應(yīng)用中，諸如SA-CD，非線性相位是不能接受的，所以不使用IIR濾波器。然而，如果需要自適應(yīng)(低通)濾波，則使用IIR濾波器，因為如何改變截止頻率而在IIR濾波器的音頻輸出中沒有“喀嚦”聲是已知的?？梢詰?yīng)用昂貴的相位校正技術(shù)，但是并不能得到合適的或完美的線性相位響應(yīng)。而且，IIR濾波器在計算方面也是昂貴的。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的是給出改進(jìn)自適應(yīng)濾波的解決方案。本發(fā)明的其它目的是提供在不同的低通濾波器之間切換而在濾波輸出中不引入“喀嚦”聲或其它失真、和/或以具有減小的計算負(fù)荷的有效方式來生成濾波器系數(shù)的能力。
為此，本發(fā)明提供自適應(yīng)濾波設(shè)備和方法，其中至少一個自適應(yīng)濾波器接收輸入信號以及計量設(shè)備接收至少一個自適應(yīng)濾波器的輸出，監(jiān)視該輸出的特性，諸如高頻分量的功率，以及在反饋回路中轉(zhuǎn)發(fā)校正信號以調(diào)節(jié)特性。
本發(fā)明還提供自適應(yīng)濾波設(shè)備，其中自適應(yīng)濾波器是低通濾波器，計量設(shè)備是帶通濾波器或高通濾波器，以及特性是輸出中的高頻功率量，以及校正信號升高或降低低通濾波器的高頻截止。
本發(fā)明還提供自適應(yīng)濾波設(shè)備和方法，其中調(diào)節(jié)的特性被逐塊地應(yīng)用到輸入信號。
本發(fā)明還提供信號處理設(shè)備，包括具有至少一個輸入和至少一個輸出的信號處理單元和用于該至少一個輸入和該至少一個輸出的每一個的自適應(yīng)濾波設(shè)備。
本發(fā)明還提供執(zhí)行自適應(yīng)濾波的方法，包括接收至少一個自適應(yīng)濾波器的輸出，監(jiān)視該輸出的特性，以及在反饋回路中轉(zhuǎn)發(fā)校正信號以調(diào)節(jié)濾波器特性，以便調(diào)節(jié)輸出特性。
本發(fā)明還提供執(zhí)行自適應(yīng)濾波的方法，至少一個自適應(yīng)濾波器是低通濾波器，以及特性是在輸出中的高頻的量且校正信號升高或降低低通濾波器的高頻截止。
為此，本發(fā)明還提供自適應(yīng)濾波設(shè)備和方法，其中兩個低通FIR濾波器接收輸入信號，加權(quán)的加法器接收來自兩個低通FIR濾波器的輸出以及改變每個的加權(quán)以產(chǎn)生濾波的輸出數(shù)據(jù)，以及控制器接收截止頻率，把截止頻率提供到該兩個低通FIR濾波器，以及把信號提供到加權(quán)的加法器，用于改變每個低通FIR濾波器的加權(quán)，以便在它們之間切換。
本發(fā)明還提供自適應(yīng)濾波設(shè)備，其中變化的加權(quán)被逐塊地應(yīng)用。
本發(fā)明還提供自適應(yīng)濾波設(shè)備，其中自適應(yīng)濾波器設(shè)備工作在正常模式和過渡模式。在正常模式下，自適應(yīng)濾波器設(shè)備不切換濾波器特性，以及自適應(yīng)濾波器設(shè)備的輸出是來自于至少兩個低通FIR濾波器的僅僅一個濾波器。在過渡模式下，自適應(yīng)濾波器設(shè)備切換濾波器特性，以及自適應(yīng)濾波器設(shè)備的輸出是來自于至少兩個低通FIR濾波器的一個以上的濾波器。
本發(fā)明還規(guī)定在過渡模式下，控制器計算新的濾波器系數(shù)以及把新的濾波器系數(shù)裝載到未使用的低通FIR濾波器，啟用該未使用的低通FIR濾波器，在至少一個當(dāng)前正在使用的低通FIR濾波器與未使用的低通FIR濾波器之間改變加權(quán)，以便在它們之間切換，以及停用該至少一個當(dāng)前在使用的低通FIR濾波器。
本發(fā)明還規(guī)定控制器通過使用近似公式計算初始的正弦和余弦值以及使用正弦預(yù)測濾波器計算系數(shù)而計算新的濾波器系數(shù)。本發(fā)明還規(guī)定控制器通過應(yīng)用預(yù)計算的窗口函數(shù)和對單位DC增益歸一化窗口，而使用正弦預(yù)測濾波器計算系數(shù)。
本發(fā)明還提供用于執(zhí)行自適應(yīng)濾波的方法，包括接收來自至少兩個低通FIR濾波器的輸出和改變每個濾波器的加權(quán)以產(chǎn)生濾波的輸出數(shù)據(jù)，和接收至少一個截止頻率，把截止頻率提供到該至少兩個低通FIR濾波器，以及改變該至少兩個低通FIR濾波器的每個濾波器的加權(quán)，以便在至少兩個低通FIR濾波器之間切換。
本發(fā)明還提供在正常模式下和過渡模式下操作的方法。在正常模式下，該方法不切換濾波器特性，以及輸出是來自于該至少兩個低通FIR濾波器的僅僅一個濾波器。在過渡模式下，該方法切換濾波器特性，以及輸出是來自于該至少兩個低通FIR濾波器的一個以上的濾波器。
本發(fā)明還規(guī)定過渡模式包括計算新的濾波器系數(shù)以及把新的濾波器系數(shù)裝載到未使用的低通FIR濾波器，啟用該未使用的低通FIR濾波器，在至少一個當(dāng)前正在使用的低通FIR濾波器與未使用的低通FIR濾波器之間改變加權(quán)，以便在它們之間切換，以及停用該至少一個當(dāng)前在使用的低通FIR濾波器。
本發(fā)明還規(guī)定計算新的濾波器系數(shù)包括通過使用近似公式計算初始的正弦和余弦數(shù)值以及使用正弦預(yù)測濾波器計算系數(shù)。
本發(fā)明還規(guī)定使用正弦預(yù)測濾波器計算系數(shù)包括應(yīng)用預(yù)計算的窗口函數(shù)和對單位DC增益歸一化該窗口。
附圖簡述通過下面給出的詳細(xì)說明和附圖將更加全面地了解本發(fā)明，這些附圖僅僅是為了說明而給出的，因此并不限制本發(fā)明。
圖1將不帶有音頻輸入信號的常規(guī)的DSD頻譜圖示為實線曲線，而由點線和虛線顯示可用于低通濾波的兩個濾波器特性。
圖2顯示按照本發(fā)明的示例性實施例的自適應(yīng)低通濾波設(shè)備。
圖3顯示按照本發(fā)明的示例性實施例的、包括多個自適應(yīng)低通濾波設(shè)備的信號處理裝置。
圖4是通過調(diào)節(jié)1kHz正弦波的增益而得到的有效信號的頻譜圖。
圖5是由圖4所示的信號生成的DSD流的頻譜圖。
圖6是通過按照本發(fā)明的示例性實施例的自適應(yīng)低通濾波設(shè)備生成的DSD流的頻譜圖。
圖7顯示通過按照本發(fā)明的另一個示例性實施例的自適應(yīng)低通濾波設(shè)備。
示例性實施例詳細(xì)描述正如從常規(guī)的解決方案中討論的問題清楚可知的，控制高頻區(qū)域的信號能量是很重要的。解決這個問題的基本思想是在信號路徑中提供有源濾波操作，該濾波操作濾波到如此程度以致總的高頻信號功率保持在一個或者多個希望的最大值以下。
圖2顯示按照本發(fā)明的示例性實施例的、實現(xiàn)這個目的的自適應(yīng)濾波器設(shè)備100的結(jié)構(gòu)。一個通過例如以100kHz低通濾波生成的、具有全部頻率范圍的、進(jìn)入的中間的多比特流101經(jīng)過一個自適應(yīng)低通濾波器102。這個流101是示例性的，也可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其它的流。
所產(chǎn)生的輸出流103被饋送通過一個計量設(shè)備，諸如帶通或高通濾波器104，它確定信號101的高頻(HF)部分的功率。如果HF的量太大，則把校正信號105反饋給自適應(yīng)低通濾波器102，以降低截止頻率，從而減小輸出信號103中的HF的量。相反，如果HF的量太小，則把校正信號105反饋給低通濾波器102，以升高截止頻率，從而增加輸出信號103中的HF的量。這個參數(shù)-信號的高頻(HF)部分-是示例性的，也可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其它的一個或多個參數(shù)。
自適應(yīng)低通濾波器102的輸出流103可被傳送到任選的限幅器106，有助于保證下游SDM不會因為基帶中的大的峰值而過載。自適應(yīng)低通濾波設(shè)備100的輸出107可以安全地變換到DSD。如果一個或者多個想要的最大值被設(shè)置為附錄D值，則輸出信號107將與附錄D兼容。
在信號處理裝置30中，如圖3所示，信號處理單元300的每個個體信號入1...n和出(輸入和/或輸出)可以由自適應(yīng)低通濾波器102進(jìn)行濾波。在這種情形下，頻帶中沒有信號被不必要地減小。
例1圖4到6顯示圖2或3的自適應(yīng)濾波設(shè)備100的操作。圖4是通過調(diào)節(jié)1kHz正弦波的增益而得到的有效信號的頻譜圖。圖5是從圖4所示的信號生成的DSD流的頻譜圖。如圖5所示，不單1kHz頻率的正弦波已消失，而且輸出信號也不包含任何信息，這表示SDM已經(jīng)過載。圖6是通過圖2或3的自適應(yīng)濾波設(shè)備100生成的DSD流的頻譜圖。正弦波被保留以及輸出信號對于進(jìn)一步編輯和/或控制是有效的。
雖然較容易設(shè)計自適應(yīng)IIR濾波器，但因為它們的非線性相位特性，IIR濾波器不能被使用來實施圖2的自適應(yīng)低通濾波器102。自適應(yīng)低通濾波器102可被實施為一個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)，例如具有恒定長度的線性相位對稱濾波器。一個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的系數(shù)可以根據(jù)該一個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的想要的截止頻率來進(jìn)行計算。
自適應(yīng)濾波設(shè)備100的輸入數(shù)據(jù)可以使用不同的示例性技術(shù)或算法按塊被處理。在第一示例性算法中，組成自適應(yīng)濾波設(shè)備100的一個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的系數(shù)在一個塊的持續(xù)時間內(nèi)保持為常數(shù)。然后，最后處理的一個或多個塊被分析，以及根據(jù)這些結(jié)果調(diào)節(jié)該一個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的截止頻率。下一個塊將通過使用調(diào)節(jié)的截止頻率和/或修正的系數(shù)被濾波。這個第一示例性算法的優(yōu)點是快速處理。
在第二示例性算法中，組成自適應(yīng)濾波設(shè)備100的一個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的系數(shù)再次在一個塊的持續(xù)時間內(nèi)保持為常數(shù)。以后的塊的截止頻率根據(jù)以前的一個或多個塊進(jìn)行計算。在第二示例性算法中，兩個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)被使用來組成自適應(yīng)濾波設(shè)備100，以及自適應(yīng)濾波設(shè)備100的濾波的輸出由兩個或多個濾波器輸出的組合組成，該兩個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的每個結(jié)構(gòu)一個輸出。在第二示例性算法中，該兩個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的第一濾波器結(jié)構(gòu)具有來自先前塊的設(shè)置，并且這兩個或多個FIR濾波器結(jié)構(gòu)的第二濾波器結(jié)構(gòu)具有為當(dāng)前塊計算的設(shè)置。而且，各設(shè)置的加權(quán)比值在一個塊周期期間可以變化，導(dǎo)致平滑地改變輸出。第二示例性算法的優(yōu)點是自適應(yīng)濾波設(shè)備100的輸出中的“喀嚦”聲減小或者不存在。
第三示例性算法是第一和第二示例性算法的組合，其中當(dāng)“喀嚦”聲迫近時，實施第二示例性算法，否則實施第一示例性算法。
圖7顯示按照本發(fā)明的另一個示例性實施例的自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200的結(jié)構(gòu)。圖7包括兩個或多個自適應(yīng)濾波器202、204(例如，有恒定的和相等的長度的低通FIR濾波器)、加權(quán)的加法器206、和控制器208。
自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200的輸入可包括要被濾波的數(shù)據(jù)201(例如，音頻數(shù)據(jù))和截止頻率203。輸出是濾波的數(shù)據(jù)205(例如，音頻數(shù)據(jù))。在示例性實施例中，兩個或多個自適應(yīng)濾波器202、204的系數(shù)不是固定的，而是可變的，且在控制器208中被計算。
圖7的自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200的示例性操作可以為如下。為了達(dá)到無“喀嚦”聲的切換，自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200可以處在正常模式或者過渡模式。在正常模式下，自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200不改變?yōu)V波器特性。在過渡模式下，自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200在不同的濾波器特性之間改變。
在正常模式下，在進(jìn)行中沒有截止轉(zhuǎn)移以及只有一個FIR濾波器202是工作的，并且自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200的輸出包括這個單FIR濾波器202的輸出。濾波的花費(fèi)因此等于一個單個FIP濾波器的花費(fèi)，以及自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200不比單個固定的FIR濾波器更昂貴。
在過渡模式下，如果選擇新的截止頻率，則控制器208計算相應(yīng)于新的截止頻率的濾波器權(quán)重。新的濾波器權(quán)重被裝載到不工作的FIR(例如，F(xiàn)IR濾波器204)中。為了達(dá)到無“喀嚦”聲或基本上無“喀嚦”聲的過渡和減小計算負(fù)荷，可以使用至少兩種示例性切換場景。
在第一示例性切換場景中，如果截止頻率的改變與信號帶寬相比小，或如果選擇的截止頻率遠(yuǎn)高于可聽見的音頻范圍，則可以執(zhí)行在兩個FIR濾波器202、204之間的即刻改變，而沒有把“喀嚦”聲或其它失真引入濾波的數(shù)據(jù)205的高的風(fēng)險。
在第二示例性切換場景中，如果系數(shù)的即刻改變是不能接受的，則兩個濾波器202、204可以暫時并行操作。從自適應(yīng)低通濾波設(shè)備200輸出的濾波的數(shù)據(jù)205然后可以從第一FIR濾波器202 100％的權(quán)重和第二FIR濾波器204 0％的權(quán)重緩慢地改變到第一FIR濾波器202 0％和第二FIR濾波器204 100％。通過執(zhí)行在兩個濾波器202、204之間的逐漸的改變，濾波的數(shù)據(jù)205將不包含“喀嚦”聲，以及將不存在失真。在完成濾波器切換過程后，第一FIR濾波器202可被關(guān)斷以及只有第二FIR濾波器204是必需的。應(yīng)當(dāng)指出，被使用來把加權(quán)從100％改變到0％和進(jìn)行相反改變的函數(shù)可以是任意數(shù)學(xué)函數(shù)，例如線性函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等等，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
切換過程可被概括如下·計算新的濾波器系數(shù)和把它們裝載到第二濾波器，·啟用第二濾波器，·把輸出的加權(quán)從1∶0改變到0∶1，以便切換濾波器(即刻地或逐漸地，取決于所選擇的截止頻率和截止頻率的改變)，以及·停用第一濾波器。
上述的切換過程的結(jié)果是，對于初始的和結(jié)束的截止頻率的每種組合，截止頻率不能即刻地改變。然而，過渡周期不需要很長，例如，1.45ms對于高質(zhì)量音頻應(yīng)用就足夠了，所以實際上是即刻的。
改變FIR低通濾波器的截止頻率是相當(dāng)復(fù)雜的，因為濾波器的所有系數(shù)都需要重新計算。通常，計算FIR的系數(shù)是費(fèi)時的，以及需要sin()運(yùn)算或迭代搜索過程，二者都是昂貴的。在示例性實施例中，使用不需要通常的sin()運(yùn)算或迭代搜索循環(huán)的窗口設(shè)計方法，因此在硬件上可以是相當(dāng)容易實施的。在示例性實施例中，計算2M+1個FIR系數(shù)的步驟(及其它們相關(guān)的計算數(shù)目)為如下·使用近似公式計算初始的(sin和cos)值(正弦預(yù)測濾波器所需要的。8次乘法，5次加法)，以及·使用正弦預(yù)測濾波器計算系數(shù)(M次乘法，M次加法)，·應(yīng)用預(yù)先計算的窗口函數(shù)(M+1次乘法)，·對于單位DC增益歸一化該窗口(M+2次乘法，M次加法，1次除法)，用于計算FIR的花費(fèi)是3*M+11次乘法，2*M+5次加法和1次除法，這大約是與計算單個FIR的三個輸出樣本相同的花費(fèi)，因此幾乎是可忽略的。
例2通過正確地選擇濾波器抽頭數(shù)和設(shè)計匹配的窗函數(shù)，例如，有可能創(chuàng)建僅僅具有13個濾波器抽頭、但可以在0.85π和0.17π的截止之間調(diào)諧的自適應(yīng)低通濾波設(shè)備，以及它在0和0.057π之間具有小于0.05dB的波動，(相應(yīng)于在150kHz和60kHz之間的截止)，也就是對于以8×44100Hz運(yùn)行的系統(tǒng)而言，直到20kHz都是平坦的(＜0.05dB)。
如上所述，本發(fā)明的示例性實施例提供控制在高頻區(qū)域中-例如在想要的范圍內(nèi)-的信號能量低于一個或者多個想要的最大值或大于一個或者多個想要的最小值的能力。
如上所述，本發(fā)明的示例性實施例還提供在不同的低通濾波器之間進(jìn)行切換而在濾波的輸出中不引入“喀嚦”聲或其它失真和/或以具有減小的計算負(fù)荷的有效方式生成濾波器系數(shù)的能力。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的各種示例性實施例-包括具體的自適應(yīng)設(shè)備-可以單個地或按任何組合被使用，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。例如，圖2、3和7的設(shè)備可以按任何組合一起被使用。
還應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的特性對于許多類型的濾波器是有用的，諸如低通、帶通、高通、FIR、有源、無源、對稱、非對稱、恒定長度、和可變長度。
按照本發(fā)明的示例性實施例的自適應(yīng)濾波器可被包括在ADC和/或DD變換器中。這樣的ADC和/或DD變換器可以是用于超級音頻CD(SACD)設(shè)備-例如播放器-的信號處理應(yīng)用/設(shè)備的一部分。
應(yīng)當(dāng)指出，上述的處理在DSD的處理中是特別有用的。
還應(yīng)當(dāng)指出，輸入不需要限于比特流；輸入也可以是(多比特)數(shù)字信號。應(yīng)當(dāng)指出，上述的實施例是說明而不是限制本發(fā)明，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不背離所附權(quán)利要求的范圍的條件下設(shè)計許多替換實施例。在權(quán)利要求中，在括號之間的標(biāo)注符號不應(yīng)當(dāng)理解為限制權(quán)利要求。單詞“包括”不排除不同于權(quán)利要求中列出的那些的其它單元或步驟的存在。本發(fā)明可以藉助于包括幾個不同單元的硬件和藉助于適當(dāng)編程的計算機(jī)被實施。在枚舉幾個裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中幾個可以由同一個硬件項體現(xiàn)。在互相不同的附屬權(quán)利要求中記載某些措施的小因素并不表示不能使用這些措施的組合來獲益。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)濾波設(shè)備(100)，包括至少一個自適應(yīng)濾波器(102)，用于接收輸入信號(101)；以及計量設(shè)備(104)，用于接收該至少一個自適應(yīng)濾波器(102)的輸出(103)，監(jiān)視該輸出(103)的特性，和在反饋回路中轉(zhuǎn)發(fā)校正信號(105)，以調(diào)節(jié)該特性。
2.權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(100)，其中該至少一個自適應(yīng)濾波器是低通濾波器，所述計量設(shè)備是帶通或高通濾波器，以及所述特性是輸出中的高頻量，以及所述校正信號升高或降低該低通濾波器的高頻截止。
3.權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(100)，其中被調(diào)節(jié)的特性被逐塊地應(yīng)用到所述輸入信號。
4.一種信號處理設(shè)備(30)，包括信號處理單元(300)，包括至少一個輸入和至少一個輸出；以及權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(100)，用于該至少一個輸入和至少一個輸出的每一個。
5.一種自適應(yīng)濾波設(shè)備(200)，包括至少兩個低通FIR濾波器(202，204)，用于接收輸入信號(201)；加權(quán)的加法器(206)，用于接收來自該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)的每個濾波器的輸出和改變每個濾波器的加權(quán)，以產(chǎn)生濾波的輸出數(shù)據(jù)(205)；以及，控制器(208)，用于接收至少一個截止頻率(203)，把該截止頻率(203)提供到該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)，以及把信號提供到加權(quán)的加法器(206)，用于改變該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)的每個濾波器的加權(quán)，以便在至少兩個低通FIR濾波器(202，204)之間切換。
6.權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(200)，其中所述改變的加權(quán)被逐塊地應(yīng)用。
7.權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(200)，其中所述自適應(yīng)濾波器設(shè)備(200)工作在正常模式和過渡模式，其中在正常模式下，該自適應(yīng)濾波器設(shè)備(200)不切換濾波器特性，以及自適應(yīng)濾波器設(shè)備(200)的輸出是來自于該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)中的僅僅一個濾波器，以及在過渡模式下，自適應(yīng)濾波器設(shè)備200切換濾波器特性，以及自適應(yīng)濾波器設(shè)備(200)的輸出是來自于該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)的一個以上的濾波器。
8.權(quán)利要求7所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(200)，其中在過渡模式下，控制器(208)計算新的濾波器系數(shù)以及把新的濾波器系數(shù)裝載到未使用的低通FIR濾波器(204)，啟用該未使用的低通FIR濾波器(204)，在至少一個當(dāng)前正在使用的低通FIR濾波器(202)與未使用的低通FIR濾波器(204)之間改變加權(quán)，以便在它們之間切換，以及停用該至少一個當(dāng)前正在使用的低通FIR濾波器(204)。
9.權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(200)，其中所述控制器(208)通過使用近似公式計算初始的正弦和余弦值以及使用正弦預(yù)測濾波器計算系數(shù)而計算新的濾波器系數(shù)。
10.權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)濾波設(shè)備(200)，其中所述控制器(208)通過應(yīng)用預(yù)先計算的窗口函數(shù)和對單位DC增益歸一化該窗口而使用正弦預(yù)測濾波器計算系數(shù)。
11.一種執(zhí)行自適應(yīng)濾波的方法，包括接收至少一個自適應(yīng)濾波器(102)的輸出(103)，監(jiān)視該輸出的特性，以及在反饋回路中轉(zhuǎn)發(fā)校正信號(105)，以調(diào)節(jié)該特性。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其中該至少一個自適應(yīng)濾波器(102)是低通濾波器，以及所述特性是在輸出中的高頻的量以及校正信號(105)升高或降低該低通濾波器的高頻截止。
13.一種執(zhí)行自適應(yīng)濾波的方法，包括接收來自至少兩個低通FIR濾波器(202，204)的輸出和改變每個濾波器的加權(quán)以產(chǎn)生濾波的輸出數(shù)據(jù)(205)；接收至少一個截止頻率(203)，把該截止頻率(203)提供給該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)中的至少一個濾波器；以及改變該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)的每個濾波器的加權(quán)，以便在至少兩個低通FIR濾波器(202，204)之間切換。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中所述方法工作在正常模式和過渡模式，其中在正常模式下，所述方法不切換濾波器特性，以及輸出是來自于該至少兩個低通FIR濾波器中的僅僅一個濾波器(202)，以及在過渡模式下，所述方法切換濾波器特性以及輸出是來自于該至少兩個低通FIR濾波器(202，204)的一個以上的濾波器。
全文摘要
一種自適應(yīng)濾波設(shè)備和方法，其中至少一個自適應(yīng)濾波器接收輸入信號以及計量設(shè)備接收該至少一個自適應(yīng)濾波器的輸出，監(jiān)視該輸出的特性，諸如高頻分量的功率，以及在反饋回路中轉(zhuǎn)發(fā)校正信號，以調(diào)節(jié)該至少一個濾波器的特性，從而改變該輸出的特性。一種自適應(yīng)濾波設(shè)備(200)和方法，其中兩個低通FIR濾波器(202，204)接收輸入信號，加權(quán)的加法器(206)接收來自兩個低通FIR濾波器的輸出以及改變每個的加權(quán)以產(chǎn)生濾波的輸出數(shù)據(jù)，以及控制器(208)接收截止頻率(203)，把截止頻率提供到該兩個低通FIR濾波器，以及把信號提供到加權(quán)的加法器，用于改變每個低通FIR濾波器的加權(quán)，以便在它們之間切換。
文檔編號H03H21/00GK1774862SQ200480009975
公開日2006年5月17日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者E·詹斯森, D·里夫曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司