主要内容

双通道分析子带滤波器

将信号分解为高频子带和低频子带

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滤波/多速率滤波器

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  • 双通道分析子带滤波器块

描述

双通道分析子带滤波器块将输入分解为高频子带和低频子带，每个子带具有一半的带宽和一半的采样率。

块使用一对高通和低通FIR滤波器对输入进行滤波，然后将结果下采样2，如下图所示。

块使用多相滤波器结构实现FIR滤波和下采样步骤，该步骤比前图中所示的直接滤波器 - 然后 - 减少算法更有效。每个子带是相应的多相滤波器的第一阶段。您可以通过连接此块的多个副本来实现多级二级分析滤波器库或使用并进分析滤波器组块。看见创建多级并矢分析滤波器组想要查询更多的信息。

您必须为低通和高通FIR滤波器提供滤波器系数向量。每个滤波器都应该是一个半带滤波器，通过另一个滤波器停止的频带。

有关此块的更多信息，请参阅以下主题：

指定FIR滤波器

您必须为低通和高通滤波器提供分子系数的矢量低通冷滤波器系数和高通FIR滤波器系数参数。

例如，要使用以下传递函数指定过滤器，请输入向量[b（1）b（2）…b（m）]．

H ( Z ) = B ( Z ) = B 1. + B 2. Z − 1. + … + B M Z − ( M − 1. )

每个滤波器都应该是一个半带滤波器，通过另一个滤波器停止的频带。你可以使用双通道综合子带滤波器块来重建此块的输入。为此，必须设计出完美的重构滤波器用于合成子带滤波器。

设计完美重构滤波器的最佳方法是使用小波工具箱™Wfilters.函数来设计这个块中的过滤器和双通道综合子带滤波器块。您还可以使用其他DSP系统工具箱™和信号处理工具箱™功能。

双通道分析子带滤波器块将所有过滤器状态初始化为零。

框架处理

当你设置时输入处理参数到列作为通道（基于帧），块接受一个M——- - - - - -N矩阵该块将输入的每列视为相应输出信道的高频或低频子带。你可以使用评价选项用于指定块如何对输入重新采样的参数：

  • 当你设置时评价选项参数到强制执行单速率处理，块的输入可以是一个M——- - - - - -N矩阵,M是2的倍数。该块将输入的每一列作为一个独立的通道，并随着时间的推移分解每个通道。块输出两个矩阵，其中输出的每一列是对应输入列的高频子带或低频子带。为了保持输入采样率，该块将输出帧的大小减少了一倍。

  • 当你设置时评价选项参数到允许多重速率的处理， block treat anM我——- - - - - -N矩阵输入为N独立通道，并随着时间分解每个通道。块输出2M——- - - - - -N矩阵，其中输出的每列是相应输入列的高频或低频子带。输入输出帧尺寸是一样的，但框架速度输出是输入的一半。因此，输出的总体抽样率是输入的一半。

    在这种模式下，块有一帧延迟，如潜伏部分。

纸浆包处理

当你设置时输入处理参数到元素作为通道（基于样本）， block treat anM——- - - - - -N矩阵输入为M·N独立渠道。块随着时间的推移分解每个信道并输出两个M——- - - - - -N抽样率为输入抽样率一半的矩阵。输出矩阵中的每个元素都是输入矩阵中相应元素的高频或低频子带输出。

取决于Simulink的设置金宝app®配置参数，输出可以具有一个等待时间的一个样本，如下所述潜伏部分。

潜伏

当你设置时输入处理参数到列作为通道（基于帧）和评价选项参数到强制执行单速率处理，双通道分析子带过滤器块始终具有零任务延迟。零任务延迟表示块传播第一个输入样本（在T=0）作为第一个输出样本。

当你设置时评价选项参数到允许多重速率的处理，双通道分析子带滤波器块可能会出现延迟。延迟时间的大小取决于输入处理此块的参数，以及Simulink的设置金宝app将每个离散率视为单独的任务配置参数。下表总结了当块执行多速率处理时产生延迟的条件。

输入处理 将每个离散率视为单独的任务 潜伏

元素作为通道（基于样本）

 离开

一个也没有。
在

一个样本。每个通道中的第一个输出样本总是具有值0．

列作为通道（基于帧）

 在或离开

一帧。第一个输出帧中的所有采样值均为0．

笔记

有关延迟和Simulink任务模式的更多信息，请参见金宝app过量算法延迟（任务延迟）和基于时间的调度和代码生成（金宝appSimulink编码器）．

创建多级并矢分析滤波器组

双通道分析子带滤波器块是并矢分析滤波器组的基本单元。您可以连接其中几个块以实现N-Level过滤器银行，如下图所示。有关二元分析滤波器银行的审查，请参阅并进分析滤波器组块引用页。

当您通过连接此块的多个副本来创建筛选器组时，筛选器组的输出值取决于是否存在延迟。尽管输出值不同，但两组值都是有效的;这种差异来自于延迟的变化。看到潜伏有关在双通道分析子带滤波器块中可能发生延迟时的更多信息的部分。

在某些情况下，您可以使用并进分析滤波器组块，速度更快，需要更少的内存。特别是，在以下条件下，二元分析滤波器组块更有效：

  • 正在分解的信号的帧大小是2的倍数N．

  • 您正在将信号分解为N+1.或2N子带。

在所有其他情况下，使用双通道分析子带滤波器块来实现滤波器库。

这个并进分析滤波器组块允许您通过提供滤波器系数向量来指定滤波器组滤波器，就像这个块所做的那样。二元分析滤波器组块提供了使用基于小波的滤波器的额外选项，该块通过使用指定的小波设计。

定点数据类型

双通道分析子带滤波器组块由两个FIR抽取块组成，如下图所示。

对于定点信号，您可以根据所讨论的，设置CORMITE，产品输出，累加器和FIR抽取块的输出数据类型参数. 有关显示这些数据类型用法的图表，请参阅冷绘制块引用页。

参数

主要选项卡

低通冷滤波器系数

指定一个低通FIR滤波器系数的向量，以降序幂表示Z. 低通滤波器应为半带滤波器，通过中规定的滤波器停止的频带高通FIR滤波器系数参数此参数的默认值指定基于三阶Daubechies小波的滤波器。当你使用双通道综合子带滤波器块的输入重构到这个块，你需要设计完美的重构滤波器用于合成子带滤波器。有关更多信息，请参见指定FIR滤波器．

高通FIR滤波器系数

指定高通FIR滤波器系数的向量，下降功率Z．高通滤波器应为半带滤波器，通过所指定的过滤器停止的频带低通冷滤波器系数参数此参数的默认值指定基于三阶Daubechies小波的滤波器。当你使用双通道综合子带滤波器块的输入重构到这个块，你需要设计完美的重构滤波器用于合成子带滤波器。有关更多信息，请参见指定FIR滤波器．

输入处理

指定块应如何处理输入。可以将此参数设置为以下选项之一：

  • 列作为通道（基于帧）（默认）-选择此选项时，块会将输入的每列视为单独的通道。

  • 元素作为通道（基于样本）- 当您选择此选项时，块将输入的每个元素视为单独的通道。

评价选项

指定块的速率处理规则。可以将此参数设置为以下选项之一：

  • 强制执行单速率处理-选择此选项时，块将输入的每列视为独立通道，并随时间分解每个通道。输出与输入具有相同的采样率，但输出帧大小是输入帧大小的一半。要选择此选项，必须设置输入处理参数到列作为通道（基于帧）．

  • 允许多重速率的处理—选择此选项时，块的输入输出大小相同，但输出采样率为输入采样率的一半。

此参数的某些设置会导致块具有非零延迟。看见潜伏想要查询更多的信息。

数据类型选项卡

舍入模式

选择舍入模式用于定点操作。滤波器系数不服从此参数；它们总是四舍五入最近的．

笔记

这个舍入模式和整数溢出饱和当下列条件同时存在时，设置对数值结果没有影响:

  • 产品输出是继承：通过内部规则继承

  • 累加器是继承：通过内部规则继承

  • 输出是继承：与累加器相同

通过这些数据类型设置，块有效地在全精度模式下运行。

整数溢出饱和

选择此参数时，块会使其定点操作的结果饱和。清除此参数时，块会将其定点操作的结果包装。有关详情饱和和包看见溢出模式用于定点操作。

笔记

这个舍入模式和整数溢出饱和当满足以下条件时，参数对数值结果没有影响:

  • 产品输出数据类型是继承：通过内部规则继承．

  • 累加器数据类型是继承：通过内部规则继承．

通过这些数据类型设置，块在全精度模式下运行。

系数

指定系数数据类型。看见定点数据类型和乘法数据类型有关描述此块中系数数据类型使用的图示，请将其设置为：

  • 继承数据类型的规则，例如，继承：与输入相同的单词长度

  • 计算结果为有效数据类型的表达式，例如，Fixdt（1,16,0）

单击显示数据类型助手按钮显示数据类型助手，这有助于您设置系数范围。

看见使用数据类型助手指定数据类型（金宝appSimulink）想要查询更多的信息。

最小系数

指定过滤系数的最小值。默认值是［］（未指定）。金宝appSimulink软件使用此值执行：

  • 定点数据类型的自动缩放

系数最大

指定过滤器系数的最大值。默认值为［］（未指定）。金宝appSimulink软件使用此值执行：

  • 定点数据类型的自动缩放

产品输出

指定产品输出数据类型。看见定点数据类型和乘法数据类型用于描绘该块中的产品输出数据类型的示例。您可以将其设置为：

  • 继承数据类型的规则，例如，继承：通过内部规则继承．有关此规则的更多信息，请参见通过内部规则继承．

    笔记

    实际产品输出字长可能等于或大于计算的理想产品输出字长，具体取决于屏幕上的设置硬件实现配置参数对话框的窗格。

  • 计算结果为有效数据类型的表达式，例如，Fixdt（1,16,0）

单击显示数据类型助手按钮显示数据类型助手，这有助于您设置产品输出范围。

看见使用数据类型助手指定数据类型（金宝appSimulink）想要查询更多的信息。

累加器

指定累加器数据类型。看见定点数据类型用于说明此块中累加器数据类型的使用。可以设置为:

  • 继承数据类型的规则，例如，继承：通过内部规则继承．有关此规则的更多信息，请参见通过内部规则继承．

  • 计算结果为有效数据类型的表达式，例如，Fixdt（1,16,0）

单击显示数据类型助手按钮显示数据类型助手，这有助于您设置累加器范围。

看见使用数据类型助手指定数据类型（金宝appSimulink）想要查询更多的信息。

输出

指定输出数据类型。看见定点数据类型用于描绘此块中的输出数据类型的示例。您可以将其设置为：

  • 继承数据类型的规则，例如，继承：与累加器相同

  • 计算结果为有效数据类型的表达式，例如，Fixdt（1,16,0）

单击显示数据类型助手按钮显示数据类型助手，这有助于您设置输出范围。

看见信号的控制数据类型（金宝appSimulink）想要查询更多的信息。

输出最小值

指定块应输出的最小值。默认值是［］（未指定）。金宝appSimulink软件使用此值执行：

  • 模拟范围检查（参见指定信号范围（金宝appSimulink）)

  • 定点数据类型的自动缩放

最大输出

指定块应输出的最大值。默认值是［］（未指定）。金宝appSimulink软件使用此值执行：

  • 模拟范围检查（参见指定信号范围（金宝appSimulink）)

  • 定点数据类型的自动缩放

锁定数据类型设置以防止固定点工具的更改

选择此参数以防止固定点工具覆盖块掩码上指定的数据类型。

金宝app支持的数据类型

  • 双精度浮点

  • 单精度浮点

  • 修复点（仅签名）

  • 8-、16-和32位有符号整数

参考文献

[1] 弗利格，新泽西州。多速率数字信号处理：多速系统，滤波器银行，小波．英格兰西苏塞克斯:约翰·威利父子公司，1994。

[2]斯特朗，G.和Nguyen。小波与滤波器组．马萨诸塞州韦尔斯利:韦尔斯利-剑桥出版社，1996年。

Vaidyanathan, P。多速率系统和滤波器组. 恩格尔伍德悬崖，新泽西州：普伦蒂斯大厅，1993年。

扩展能力

也可以看看

功能

块

话题

之前介绍过的R2006a

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