Optimal design of finite precision and infinite precision non-uniform cosine modulated filter bank

Hai Huyen Dam; Wing-Kuen Ling

doi:10.3934/jimo.2018034

文章内容

2019年第15卷, 第1版: 97-112. Doi公司：10.3934/jimo.2018034

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有限精度和无限精度非均匀余弦调制滤波器组的优化设计

Hai Huyen大坝^1, 和
Wing-Kuen Ling公司^2,

1
澳大利亚珀斯科廷大学电气工程、计算和数学科学学院
2
中国广东工业大学信息工程学院

收到日期： 2017年4月

修订日期： 2017年12月

早期访问： 2018年4月

发布时间： 2019年1月

摘要全文（HTML）图(10)/表(4) 相关论文引用人

摘要

本文研究了具有有限精度系数和无限精度系数的非均匀余弦调制滤波器组（CMFB）的设计。设计有限精度滤波器组是为了降低与滤波器组中的乘法运算相关的计算复杂性。这里，非均匀滤波器组（NUFB）是通过合并均匀滤波器组中的适当滤波器而获得的。针对具有无限精度系数的非均匀CMFB的设计，提出了一种有效的优化方法。然后，开发了一种基于离散填充函数的新程序来设计具有有限精度系数的滤波器组原型滤波器。设计实例表明，与其他现有方法相比，所设计的具有无限精度系数和有限精度系数的滤波器组具有低失真和更好的性能。

关键词：

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图1。 具有$M$子带的统一CMFB

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图2。 具有$\bar{M}$子带的非均匀CMFB

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图3。 具有抽取因子（4，4，8，8，4）和无限精度系数的5通道非均匀CMFB的幅值响应

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图4。 具有抽取因子（4，4，8，8，4）和无限精度系数的5信道非均匀CMFB的振幅失真

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图5。 具有抽取因子（8，8，4，2）和无限精度系数的4通道非均匀CMFB在原型滤波器阻带内-85 dB限制的幅值响应

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图6。 具有抽取因子（8，8，4，2）的4通道非均匀CMFB的振幅失真，以及原型滤波器阻带中-85 dB限制的无限精度系数

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图7。 具有抽取因子（8、8、4、2）和无限精度系数的4通道非均匀CMFB在原型滤波器阻带内-90 dB限制的幅值响应

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图8。 具有抽取因子（8，8，4，2）和无限精度系数的4通道非均匀CMFB的振幅失真，在原型滤波器阻带中限制为-90 dB

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图9。 具有抽取因子（8，8，4，2）和有限精度系数的4通道非均匀CMFB的幅值响应

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图10。 具有抽取因子（8，8，4，2）和有限精度系数的4通道非均匀CMFB的振幅失真

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表1。 具有无限精度系数和N个= 154

方法	振幅扭曲	阻带衰减
加权切比雪夫[12]	0.0042	-60.65分贝
WCLS方法[12]	0.0029	-61.49分贝
Window方法[13]带有一个_秒=65	0.0067	-69.85分贝
Window方法[13]带有一个_秒=65，初始值为（12），原型滤波器阻带的限制为-65 dB	0.0014	-65.00分贝
建议的方法一个_秒=65，原型滤波器阻带限制为-65 dB	0.00048	-78.23分贝

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表2。 具有无限精度系数的非均匀（8,8,4,2）CMFB

N个	方法	振幅分布。	阻带附件。
154	加权切比雪夫[12]	0.0039	-60.65分贝
	WCLS公司[12]	0.0028	-61.49分贝
	最佳解决方案一个_秒=65	0.00061	-71.44分贝
198	中的方法[13]如中所述[12]	0.0025	-79.65分贝
	中的方法[13]带有作为=80	0.0021	-89.95分贝
	原型滤波器阻带限制为-85dB的建议方法	0.0011	-85.00分贝
	原型滤波器阻带限制为-90dB的建议方法	0.0012	-90.01分贝

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表3。 具有有限精度系数的非均匀（8，8，4，2）CMFB和N个=154

标准贯入试验	方法	振幅分布。	阻带附件。	加法器总数
	Inf.精密溶胶。一个_秒=90	0.0017	-90.00分贝	-
问=250	量化解决方案	0.0018	-81.57分贝	250
$\epsilon_{d}$=-58分贝	局部最优	0.000696	-72.63分贝	250
	最佳解决方案	0.000318	-66.52分贝	250
问=260	量化解决方案	0.0019	-81.63分贝	256
$\epsilon_{d}$=-58分贝	局部最优	0.000684	-71.56分贝	263
	最佳解决方案	0.000312	-67.84分贝	268
	中的方法[12]使用GA	0.0058	-56.25分贝	266

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表4。 具有有限精度系数和N个= 198

标准贯入试验	方法	振幅分布。	阻带附件。	加法器总数
	Inf.精密溶胶$A_s$=90	0.0012	-90.00分贝	-
问=290	量化解决方案	0.0013	-77.28分贝	290
$\epsilon_{d}$=-75分贝	局部最优	0.000715	-75.12分贝	289
	最佳解决方案	0.000498	-75.30分贝	290
问=300	量化解决方案	0.0014	-77.14分贝	300
$\epsilon_{d}$=-75分贝	局部最优	0.00078	-76.16分贝	300
	最佳解决方案	0.000505	-75.10分贝	300
	中的方法[12]使用GA	0.003	-62.30分贝	315

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