[发明专利]一种半带滤波器

说明书

本发明公开一种半带滤波器，该半带滤波器包括读写控制模块、滤波计算模块、数据缓存空间和滤波器系数存储器；读写控制模块用于控制输入半带滤波器的待滤波数据写入数据缓存空间内，并以数值2为单次计数的变化值进行计数，产生读地址；读写控制模块用于根据写入数据缓存空间的待滤波数据的数量与转置使能计数阈值的大小关系，利用计数产生的读地址从数据缓存空间内读取出待滤波数据，并将读取出的待滤波数据依次传输给滤波计算模块；滤波计算模块用于控制数据缓存空间输出的待滤波数据以及滤波器系数存储器按照与数据缓存空间的相同顺序输出的滤波器系数进行滤波计算；其中，所述半带滤波器的抽头数与数值1的差值等于转置使能计数阈值。

技术领域

本发明涉及到有限脉冲响应滤波器的技术领域，尤其涉及一种半带滤波器。

背景技术

在数字滤波器中，FIR (Finite Impulse Response)滤波器是有限长单位脉冲冲激响应数字滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。FIR滤波器的阶数是指过滤谐波的次数；FIR滤波器长度用于反应滤波器滤波的频带范围；FIR滤波器的阶数与数值1的和值等于FIR滤波器系数的个数，也等于滤波器的抽头数，FIR滤波器的抽头数是滤波器的抽头的个数的简称。其中，FIR抽头的个数用于表示滤波器所需要的存储空间，还用于表示需要计算的数目，还用于表示滤波器能滤掉的数量，实际上，越多的抽头意味着有更多的阻带衰减，更少的波纹，更窄的滤波等等。滤波器的通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率成分；滤波器的阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。

FIR (Finite Impulse Response)滤波器应用于语音识别、高清录音、音频解码等场景下，都匹配上高性能的模数转换系统，对输入音频信号的高频噪声进行滤波和对过采样信号进行抽取，来获得信号质量较高的信号，时域上基于乘法器结构的FIR滤波器采用寄存器对源源不断输入的信号进行持续缓存，并实时地通过乘法运算和加法运算完成滤波过程，在这一滤波过程中，FIR滤波器抽取数据所使用时钟信号的频率等于输入信号的时钟频率，因而，FIR滤波器缓存的数据中容易填充有不需要进行滤波计算的数据，增加滤波计算所需的硬件开销，且在每次滤波计算中，不容易捕获到每个时钟周期下需要滤波计算的数据，反倒增加FIR滤波器的功耗。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明公开一种半带滤波器，通过在单个时钟周期控制相关地址计数器的计数值的变化值为数值2的方式来实现对间隔式地抽取输入的所有待滤波数据，并实时进行滤波计算功能，从而在消耗较少的资源的前提下获得有效的滤波结果。具体的技术方案如下：

一种半带滤波器，该半带滤波器包括读写控制模块、滤波计算模块、数据缓存空间和滤波器系数存储器；读写控制模块，用于控制输入半带滤波器的待滤波数据写入数据缓存空间内，并以数值2为单次计数操作下的变化值进行计数，产生读地址；读写控制模块，用于根据写入数据缓存空间的待滤波数据的数量与转置使能计数阈值的大小关系，利用计数产生的读地址，从数据缓存空间内周期性地读取出所述待滤波数据，并将读取出的所述待滤波数据依次传输给所述滤波计算模块；滤波器系数存储器，用于在所述读写控制模块开始从数据缓存空间内读取所述待滤波数据后，按照所述读写控制模块从数据缓存空间内读取所述待滤波数据的顺序，依次输出所需的滤波器系数给所述滤波计算模块；滤波计算模块，用于控制数据缓存空间输出的待滤波数据以及滤波器系数存储器输出的滤波器系数进行滤波计算；其中，所述半带滤波器的抽头数与数值1的差值等于转置使能计数阈值。

进一步地，所述读写控制模块还包括基准地址计数器；基准地址计数器用于每当向所述数据缓存空间写入两个所述待滤波数据时，执行一次自加操作，并产生基准地址，触发所述读写控制模块利用基准地址从所述数据缓存空间读取所述待滤波数据，同时记为进入一个滤波周期并确定开始一次滤波计算；其中，该基准地址是开始进行当前一次滤波计算而需要在所述数据缓存空间内遍历的第一个读地址；基准地址计数器的一次自加操作产生的计数值的变化值是数值2；其中，所述半带滤波器的抽取率是2倍。