1.基于迭代梯度搜索的两通道正交镜像滤波器组设计方法,其特征在于:步骤一、根据设计要求,确定全频带上的频率点数L、线性相位原型滤波器的阶数N、阻带截止频率fs;
通过式(1a)、(1b)、(1c)分别确定低通滤波器全频率矩阵Ut、阻带频率矩阵Us和高通滤波器全频率矩阵Ut,(w+π);
Ut=[c(w1),...,c(ws),...,c(wL)]T (1a)Us=[c(ws),c(ws+1),...,c(wL)]T (1b)Ut,(w+π)=[c(w1+π),...,c(ws+π),...,c(wL+π)]T (1c)式(1a) 、(1b) 和(1c) 中 ,
i=1,2,...,s,...,L,ws表示阻带截止频率点;N为偶数;
步骤二、设定迭代步长ε,迭代终止系数ε1,原型滤波器迭代初始系数将1赋值给k;
步骤三、求解得出第k次迭代下QMFB低通分析滤波器H0(w)的滤波器系数
3-1.计算第k-1次迭代所得QMFB的重构误差 如式(2)所示;
式(2)中,“·”表示矩阵点乘;
3-2.定义一系列常数数组如式(3)所示;
3-3.计算第k-1次迭代所得的QMFB重构误差 关于系数 的一阶偏导数如式(4)所示;
3-4.计算第k次迭代时QMFB的重构误差 如式(5)所示;
式(5)中, 代表第k次迭代时的QMFB低通分析滤波器H0(w)系数增量;
第k次迭代时QMFB的阻带衰减 如式(6)所示;
3-5.根据以下九种方法中的一种确定滤波器系数增量 的大小;
方法一:根据式(7a)至(7d)表达的凸优化问题进行求解,确定第k次迭代的系数增量式(7a)至(7d)中,||·||∞表示无穷范数运算,||·||2表示2范数运算;δ为需要最小化的中间变量;σ表示阻带最大衰减期望值,α为权值系数;
方法二:将方法一中的式(7b)替换为式(7e),并确定第k次迭代的系数增量方法三:将方法一中的式(7b)替换为式(7f),并确定第k次迭代的系数增量方法四:将方法一中的式(7b)替换为式(7g),并确定第k次迭代的系数增量方法五:将方法一中的式(7b)替换为式(7h),并确定第k次迭代的系数增量方法六:去除方法一中的式(7c)这一约束条件,确定第k次迭代的系数增量方法七:去除方法二中的式(7c)这一约束条件,确定第k次迭代的系数增量方法八:去除方法三中的式(7c)这一约束条件,确定第k次迭代的系数增量方法九:去除方法四中的式(7c)这一约束条件,确定第k次迭代的系数增量
3-6.计算第k次迭代滤波器系数
步骤四、若式(8)不成立,则将k增大1,并重复执行步骤三;若式(8)成立,则将 作为最终设计出的QMFB低通分析滤波器H0(w)的系数;在同一次设计中,步骤三确定系数增量采用同一个方法;
式(8)中,δk是第k次迭代中的式(7b)确定的δ;δk-1是第k-1次迭代中的式(7b)确定的δ。
2.根据权利要求1所述的基于迭代梯度搜索的两通道正交镜像滤波器组设计方法,其特征在于:步骤二中,原型滤波器迭代初始系数 取值为[0,0,...,0,0.5]T或通过Parks-McClellan法或直接设计法得到。
3.根据权利要求1所述的基于迭代梯度搜索的两通道正交镜像滤波器组设计方法,其特征在于:步骤二中,迭代步长ε=1。
4.根据权利要求1所述的基于迭代梯度搜索的两通道正交镜像滤波器组设计方法,其特征在于:步骤二中,迭代终止系数ε1=10-3。
5.根据权利要求1所述的基于迭代梯度搜索的两通道正交镜像滤波器组设计方法,其特征在于:步骤3-5的方法一、二、六、七、九中,权值系数α的取值为1;方法三中,权值系数α的取值为0.1;方法四中,权值系数α的取值为0.01;方法八中,权值系数α的取值为0.5。