1.M通道过采样调制图滤波器组的优化设计方法,其特征是,包括步骤如下:
步骤1、根据图滤波器组中低通和带通滤波器频谱形状不同的特点,把M通道图滤波器组的设计归结为第0和1个分析滤波器与第0和1个综合滤波器的设计,而第2至M-1个分析滤波器由第0和1个分析滤波器调制而来,第2至M-1个综合滤波器由第0和1个综合滤波器调制而来的方式;其中调制公式为:式中,hi(·)为第i个分析滤波器,gi(·)为第i个综合滤波器,λ为图频率,i=0,1,…,M-1,k=2,3,…,M-2;M为通道数,M>2且为偶数;
步骤2、在零点约束条件下,以两个分析滤波器的通带波纹能量和阻带能量为目标函数,求解使得目标函数最小的分析滤波器的优化问题,得到第0个分析滤波器系数和第1个分析滤波器系数,进而得到第0个分析滤波器和第1个分析滤波器;
步骤3、以解出的分析滤波器为已知条件,在完全重构约束条件下,以两个综合滤波器的阻带能量为目标函数,求解使得目标函数最小的综合滤波器的优化问题,得到第0个综合滤波器系数和第1个综合滤波器系数,进而得到第0个综合滤波器和第1个综合滤波器;
步骤4、将步骤2所得的第0和1个分析滤波器与步骤3所得的第0和1个综合滤波器代入到步骤1的调制公式中,得到第2至M-1个分析滤波器与第2至M-1个综合滤波器,由此得到整个M通道调制图滤波器组。
2.根据权利要求1所述的M通道过采样调制图滤波器组的优化设计方法,其特征是,步骤3中,分析滤波器的优化问题为:式中,h=[h0;h1],h0为第0个分析滤波器系数向量,h1为第1个分析滤波器系数向量;Ep(h)为第0个和第1个分析滤波器的通带波纹能量之和;Es(h)为第0个和第1个分析滤波器的阻带能量之和;α为权值因子; 为第1个分析滤波器的频率向量,Lh1为第1个分析滤波器系数向量h1的长度;上标T表示转置。
3.根据权利要求1所述的M通道过采样调制图滤波器组的优化设计方法,其特征是,步骤4中,综合滤波器的优化问题为:s.t.|E(λk′)|≤εr;g1(0)=0
式中,g=[g0;g1],g0为第0个综合滤波器系数向量,g1为第1个综合滤波器系数向量;Es(g0)为第0个综合滤波器的阻带能量;Es(g1)为第1个综合滤波器的阻带能量;α为权值因子;
E(·)为重构误差,λk′为第k′个频率离散点, k′=0,1,…,N,N+1为给定的频率离散点数;εr为给定的重构误差容限;g1(0)是第1个综合滤波器在频率零点处的取值。
4.根据权利要求2或3中所述的M通道过采样调制图滤波器组的优化设计方法,其特征是,步骤3和4中,采用凸规划求解工具cvx求解分析滤波器和综合滤波器。