[发明专利]一种音频滤波器

说明书

本发明公开了一种音频滤波器，所述音频滤波器由N个分数阶Gammatone滤波器构成；所述音频滤波器的冲击响应为h(t)，h_i(t)为第i个Gammatone滤波器的冲击响应，其中,A_i,m_i,b_i，f_i和φ_i分别表示第i个Gammatone滤波器冲击响应的幅度、阶数、衰减因子、频率和相位，u(t)代表阶跃函数；m_i为分数。所述音频滤波器在时域和频域上更为集中，具有滤波效果好、性能稳定，对音频有更好的降噪效果。

技术领域

本发明涉及一种音频滤波器。

背景技术

连续时间滤波器广泛应用于工程技术中，比如A/D、音频信号处理系统等，但是其稳定性需要通过计算冲击响应的绝对值积分是否有界来判别。连续时间有理数滤波器稳定性容易确定，在设计和应用中广受欢迎，但是Alan V.Oppenheim等人在《Signals andSystems》中指出，由于连续时间有理数滤波器的频率响应由频率复数多项式构成，功率函数在频域上不够集中，滤波效果比连续时间无理数滤波器要差。2008年Stefan Strahl等人在Brain Research上发表题为“Sparse gammatone signal model optimized forEnglish speech does not match the human auditory filters”的文章，提出了连续时间整数阶Gammatone滤波器，其频率响应在频域上更为集中，因而广泛应用于音频信号处理，但是单独的连续时间整数阶Gammatone滤波器仍未能取得较好的频率选择性。

发明内容

本发明针对上述现有滤波器技术的不足，提出一种音频滤波器，在时域和频域上更为集中，具有滤波效果好、性能稳定，对音频有更好的降噪效果。

所述音频滤波器由N个分数阶Gammatone滤波器构成；所述音频滤波器的冲击响应为h(t)，h_i(t)为第i个Gammatone滤波器的冲击响应，其中,A_i,m_i,b_i，f_i和φ_i分别表示第i个Gammatone滤波器冲击响应的幅度、阶数、衰减因子、频率和相位，u(t)代表阶跃函数；m_i为分数。

进一步地，第i个Gammatone滤波器的频率响应为H_i(ω)，令p为微分阶数，p为分数；

D^p为微分算子，

Γ(z)代表Gamma函数，

则第i个Gammatone滤波器的频率响应为

进一步地，A_i,m_i,b_i，f_i和φ_i分别可以优化设计。

本发明的音频滤波器的冲击响应由多项式函数、指数函数、余弦函数构成，响应在时频域中更为集中，频率选择性好；此滤波器冲击响应是指数下降的,满足绝对可积的条件,具有稳定性；此滤波器冲击响应中的参数,A_i,m_i,b_i，f_i和φ_i分别可以优化设计，具有灵活性。本发明的音频滤波器可以实现更好的音频降噪效果。

附图说明

图1是本发明的音频滤波器的频率响应图。

图2是原始飞机噪声信号的频谱图；