音频采样率转换算法的研究与嵌入式实现

"该文档详细探讨了音频采样率转换算法的研究与应用，重点在于如何构建一个高效且适应各种音频采样率转换的系统。文章首先介绍了采样率转换的基本概念，强调其在数字信号处理中的重要性。接着，提到了常见的音频采样率如48kHz、44.1kHz、32kHz等，并指出在实际操作中，由于设备兼容性和处理需求，往往需要进行采样率的转换。 文档中详细讨论了两种主要的采样率转换算法：抽取与插值相结合的算法和基于Farrow结构的FIR分数延迟滤波器算法。抽取与插值算法适用于大多数采样率转换，尤其是上采样和下采样倍数小于10的情况。而对于包含44.1kHz的特殊采样率转换，文档建议使用Farrow结构的滤波器。同时，针对Farrow结构滤波器的局限性，如通带范围窄和阻带衰减有限，文章提出了一种改进策略，即结合整数倍上采样和Farrow结构来增强性能。 文档还设计了一个支持12种不同采样率转换的系统，通过比较不同结构的采样率转换方案，如单级多相结构、单级Farrow结构和多相与Farrow结构的组合，选择了运算复杂度和空间消耗更优的多相与Farrow结构相结合的方案。该系统分为两级，第一级采用抽取与插值，第二级使用Farrow结构的FIR滤波器。 在Matlab环境中，作者设计并仿真了各级滤波器，计算出相应的滤波器系数。之后，将系统移植到嵌入式硬件MIPS324KEc平台上，并进行了性能优化，包括时间消耗和空间消耗的改进。最终，通过主观和客观测试验证了该系统能够实时处理12种音频采样率的转换，证明了其有效性和实用性。" 这篇文档深入研究了音频采样率转换的理论与实践，提供了实用的算法和系统设计方案，对于理解音频处理和信号转换具有重要价值。