AAC编码器的滤波器组——原理与实现

本文介绍了AAC音频编码标准中滤波器组的原理和快速算法并且给出了软件实现的流程、测试方案以及优化策略。     

用FIR滤波器组实现信号处理

通过带通滤波器的概念，引出了多分辨庇分析，并论述了ＦＩＲ滤波器和紧支集小波之间的关系，通过构造ＦＩＲ滤波器实现对信号的分析和重构。     

滤波器组的结构优化与实现

鉴于超宽带(UWB)信道频率选择性衰落和载波抖动对多带正交频分复用UWB(MB-OFDM-UWB)系统性能的影响,提出了利用滤波器组技术实现OFDM系统中快速Fourier变换(FFT)的方案,并对滤波器的实现结构、原型滤波器的算法进行优化,降低了系统实现的复杂性.结果表明,采用线性相位FIR滤波器组的高效实现结构和FIR滤波器的最优等波纹设计法,系统实现复杂性可降低2个数量级左右.     

基于滤波器组传输的移位正交滤波器的实现方法

针对滤波器组传输的广义多载波频分多址系统,提出一种基于DFT插值的移位正交滤波器的实现方法.现有设计的具有移位正交性的原型滤波器一般直接产生,例如根升余弦滤波器,不具有通用性.文中所提设计方法,首先根据原始的某种移位正交低阶滤波器,通过DFT变换至频域,在频域进行补零插值,再通过IDFT变换至时域,可得到一种基于DFT插值的高阶滤波器,且该滤波器保持移位正交性.理论分析和仿真结果表明,该方法设计的移位正交滤波器更简单、更通用,非常适合于滤波器组传输系统.     

小波滤波器组

讨论了正交滤波器组和斜交滤波器组,以及它们之间的关系,小波的构造是小波分析中的根本问题。而在小波的构造中,滤波器组起着重要的作用。紧支集正交小波、样条小波和双正交小波等都是利用滤波器组来构造的。这些讨论在小波构造中是非常有用的。     

伸缩因子为M的FIR正交向量滤波器组的特征

讨论伸缩因子为M(大于2)的有限脉冲响应正交滤波器组的分解形式，同时给出了正交有限脉冲响应滤波器组的构造方法。     

基于余弦调制滤波器组的多载波调制

首先介绍了Ｍ带滤波器组的概念,然后给出基于此概念的ＣＭＦＢ余弦调制滤波器组的设计及实现,并根据计算机仿真结果,与ＤＭＴ在性能和复杂度上作了比较。     

FMT滤波器组设计与性能分析

研究了滤波多音调制(FMT)系统的综合/分析滤波器组,通过滤波器组多相分解推导了FMT系统接收端M路并行子信道准确重构条件.对FMT系统中低通原型滤波器进行了设计,并进行了比较,分析了由不同原型滤波器进行设计的滤波器组性能,并给出了FMT系统滤波器组的仿真结果.     

一种基于功率互补对的混合滤波器组的设计

提出了一种满足近似完全重构的两通道混合滤波器组(HFB)的设计方法.该方法利用由数字共轭正交滤波器组的完全重构特性推导出的功率互补对来分解输入信号带宽,保留了数字共轭正交滤波器组的功率互补特性和无损特性,克服了传统的HFB在0 频率点和低频区域混叠误差较大的缺点.利用遗传算法优化设计模拟滤波器的参数,并利用逆傅里叶变换实现了数字综合滤波器的设计,保证了近似完全重构.仿真结果表明,采用该方法设计的HFB在输入信号带宽内所有频率点上都具有小于-104 dB的混叠误差,能满足16 bit有效位数模数转换系统的需要.     

FMT系统中的滤波器组设计

研究了新型多载波传输技术——滤波多音频(FMT)的滤波器组调制技术,通过滤波器的多相分解得到FMT系统的高效实现方法;对滤波器组中原型滤波器提出了主要性能指标和设计方法,分析了在无线信道中利用该设计方法设计出的原型滤波器应用于FMT仃系统的性能．     

MPEG2 AAC系统中一种高效的MDCT/IMDCT递归电路结构

在Clenshaw’S递归算法基础上,采用奇偶双路并行和蝶型单元技术,提出一种高效的MDCT／IMDCT递归结构,将N点MDCT／IMDCT的计算周期降低到N^2／16＋2．这个递归结构具有通用性,适用于MDCT和IMDCT的计算,可提高电路结构的有效利用率．同时,其在Xilinx Virtex-Ⅱ Pro FPGA开发板上实现了256点MDCT递归电路．实验结果表明,该递归结构在运算速度、数据吞吐率和硬件利用率方面均取得较大的改进．另外,该MDCT／IMDCT电路结构可以应用在国际音频编码标准MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4以及数字音频压缩系统Dolby AC3中．     

一种基于MPEG-2 AAC编码的音频水印方法

提出了一种针对MPEG-2 AAC压缩音频的脆弱水印算法.该算法利用了AAC中MDCT量化系数大于15的Huffman编码特性来嵌入水印,并依据水印的频率分布和音频信号感知熵PE的大小对嵌入算法进行了分析和改进.实验表明,该算法具有较高隐藏率和良好的不可感知性,并且水印的嵌入和提取过程十分方便快速,适合进行实时分析.     

基于TMS320C54x DSP的MPEG-2 AAC解码器设计

MPEG-2 AAC是一种高效多声道音频编码标准,能够在高压缩比率下提供高音质.TMS320C54x是一款价格低廉的16位定点DSP,本文提出了用此类DSP实现MPEG-2 AAC解码器的方法,特别对滤波器组模块进行了优化设计.实验结果表明,低成本的TMS320C54x DSP能够完成有限音质的MPEG-2 AAC解码器低复杂度的实现.     

AAC解码中感知噪声替代算法的研究和实现

针对先进间频解码(advanced audio coding,AAC)中感知噪声替代(perceptual noise substitution,PNS)模块运算量大、不易硬件实现的问题,利用线性反馈移位产生伪随机序列模拟知觉噪声,并利用分段查表的方法对噪声进行整形,从而简化了PNS的解码算法。电路设计上,采用与AAC解码器复用RAM和运算模块的方法,以降低硬件资源消耗。设计结果表明,通过了现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)验证并完成流片,芯片采用0.18μm CMOS工艺,PNS解码耗用1 528个逻辑门,整个AAC(含PNS)解码器功耗为8.5 mW,保持了原有设计低功耗的特点。     

全相位方向滤波器组设计及其应用

为提高方向滤波器组的方向选择性和运算速度,基于全相位列率滤波理论提出了一种新的方向滤波器组设计方法该方法直接从频谱特性设计纯二维方向滤波器并灵活构建方向滤波器组,避免了传统方向滤波器组对图像的旋转、采样等操作,可以更多地保留图像细节并减小运算量．采用该方法设计了2种全相位方向滤波器组,并将其用于图像去噪对经典测试图像的实验结果表明,与Contourlet变换及其改进——非下采样Contourlet变换相比,采用该方法去噪后图像的峰值信噪比最多提高2．96dB,且重建图像的主观质量也较好．     

两通道完全重构全相位FIR滤波器组的设计

提出了两通道完全重构全相位FIR滤波器组的设计算法，理论证明了无窗和双窗情况下全相位滤波的3个重要性质．并针对不同的滤波器长度N和频率向量的设置（传统对称或偶对称），设计出了4种全相位半带滤波器．再对半带滤波器进行谱分解，构造出了各分析和综合滤波器．理论和仿真实验表明，全相位PR滤波器组具有较高的重构精度，滤波器长度N为8时的重构误差比CDF9／7双正交小波滤波器组低3个数量级．     

Performance Analysis of Data Hiding in MPEG-4 AAC Audio

A high capacity data hiding technique was developed for compressed digital audio. As perceptual audio coding has become the accepted technology for storage and transmission of audio signals, compressed audio information hiding enables robust, imperceptible transmission of data within audio signals, thus allowing valuable information to be attached to the content, such as the song title, lyrics, composer’s name, and artist or property rights related data. This paper describes simultaneous low bitrate encodin...     

多卜勒数字滤波器组的逻辑设计与故障诊断

本文讨论了MTD雷达中多卜勒窄带匹配滤波器组的硬件、时间逻辑和微程序设计,重点研究了滤波器硬件系统的自动检测与故障诊断,这种诊所方法具有较高的定位精度。全部硬件在SYS 29/10A位片开发系统中调试通过,并获得了满意结果。