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第10章低比特率编码:理论与评价379
到下方频带中
10.81正交镜像滤波器
般地,当建立了N个子带时,每个子带都按1∧进行亚采样,以维持总体的采样限度。
在第2章曾经提到,采样频率必须至少为被采样信号带宽的两倍。如前所述,大多数滤波器组不能提供理想的性能,因为它们的过渡带具有有限的宽度。各频带间的交叠和1/N的亚采样引起了混叠。显然,间隔分布的各个频带可以避免这些问题,但会在信号频谱中留下空隙。
正交镜像滤波器(Quadrature Mirror Filter,QMF)组具有这样的特性:不管所用带通滤波器的阶数是多少,它都能从N个相互交叠的子带中重建出原始信号。在重建过程中,各个混叠成分在频域被精确对消了,各个子带在它们正确的频率上得到了输出。相邻子带滤波器的衰减斜坡是互成镜像的。理想情况下,只有在不对子带信号进行重量化的情况下才能实现混叠的完美对消。QMF如图10.19所示。中间的各个采样点可以被临界亚采样,并且没有任何损失。
如果输入信号被分割成N个等宽子带,则每个子带能以1/N进行采样,每个子带滤波器的采样频率恰好为滤波器带宽的两倍。一般地,可以使用QMF组的级联来产生4~24个子带。
通过非均等地级联一些子带,就可以对相关的带宽进行操作,通过引入延时可以维持子带之的时间相等。
高通
高通
滤波器
H(A
传输信道
低通
解码
低通
滤波器
滤波器
H(2
抽取
内插
下方频带
上方频带
0
频率
图10.19:正交镜像滤波器形成了两个相等的子带。在抽取过程中引入的混叠成分会在重建过程中被精确对级联多个QMF级来形成更多的子带
QMF组可以用具有偶数个抽头的对称有限冲激响应滤波器来实现。重建高通滤波器用