基于频域滤波数字均衡器的设计基于频域滤波数字均衡器的设计
为了解决多频段数字均衡滤波器处理过程中数据计算量的问题,通过对数字均衡器设计的分析,将数字音频信
号进行频域滤波处理,最终设计出一种高效的数字均衡滤波器。通过将数字信号在频域中进行傅里叶变换,提
出了一种基于快速傅里叶变换原理的算法,该算法中码位倒置和蝶形运算方法的处理与通常的快速傅里叶变换
相比,更有效地减少了数据的运算量,减少了数据处理的时间。结果表明,使用该种算法设计的数字均衡滤波
器与传统的时域滤波方法相比,具有很好的实时处理效果。
在音频处理中,
常采用的均衡器算法是使用IIR或者FIR
1 设计原理设计原理
均衡器的基本功能就是调节信号各段频率的强弱,从而弥补信号在传输过程中的缺陷或是达到特定的声音处理效果。因此
为了达到这个目的,调节信号的各段频率可以将输入的信号进行以下处理:
1)对输入的信号进行快速傅里叶变换,使得各个频段的信号分开;
2)对需要变化的频点及其周围的频点进行相应的处理;
3)将处理后的信号进行傅里叶反变换,得到最后需要的信号。
2 傅里叶变换傅里叶变换
快速傅里叶变换的时域抽取方法是将输入的信号按奇偶分开,打乱原来的顺序,之后进行蝶形运算,以保证输出的序列是
按着时间顺序排列的。分解过程遵循两条规则:1)对时间进行偶奇分解,即码位倒置;2)对频率进行前后分解,即蝶形运算。
2..1 码位倒置码位倒置
将长度为Ⅳ的时域序列x(n)按n的奇偶分为两组,变成两个N/2序列
码位倒置可以将输入数据依照奇偶分开,如表1所示。
2..2 蝶形运算蝶形运算
2..2..1 蝶形运算的原理蝶形运算的原理
蝶形变换是将处理的信号进行分级处理,逐次进行DFT变换,以减少复数的乘法减少运算次数。对于输入x(n)序列奇偶按分
开的两个序列的DFT运算分别是
2..2..2 蝶形运算的算法蝶形运算的算法
蝶形运算是逐级运算累加实现的,在传统的蝶形运算中,旋转因子 的N是保持一个固定的值而k是不断变化的,第一级到
第 级中,k的变化是以2为底的幂指数的变化,而到第 级时,k的变化则是0,1,…,(N/2)-1。如果依照k的这种变
化规律,在第 级时,就很难继续依照前 级进行变化。因此,根据以上分析,采用另外一种思路来对蝶形运算进行重
新的整理。在旋转因子 中,N是每个
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