[发明专利]一种基于加Blackman窗的FIR滤波器的音频采样率转换方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于加Blackman窗的FIR滤波器的音频采样率转换方法及系统，由输入输出采样率的比率来计算加blackman窗的FIR滤波器的系数矩阵，并存储到指定表格中；采用了基于加blackman窗的FIR滤波器的插值方法来计算新的采样点的值。通过仔细分析各项数据的取值范围，在定点化过程中选取了一种既能最大限度保留精度又可以大大提高运算速度的替代算法，使得此项基于加blackman的FIR滤波器的采样率转换算法既具有实用性又具有很好的转换效果同时通过在程序初始化阶段计算滤波器系数表格这种个处理方式，使得系统兼顾了支持多种采样率转换对和耗用较小内存。

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，具体的涉及一种基于加Blackman窗的FIR滤波器的音频采样率转换方法及系统。

背景技术

采样率转换是在尽量避免信号频谱失真的情况下，增加或者减少单位时间采样点的个数，以适应不同的音频采样率要求，通常采用插值的方法来实现。

一般采用加窗的滤波器来用原采样率波形某一范围内的采样点的值来计算输出采样点的值。这些滤波器通常都对精度的要求比较高，精度不够则会引起结果出现较大偏差。但是高精度的浮点运算在定点的DSP系统中实现起来效率是非常低的。

另一方面，对于不同的输入和输出采样率对(输入输出采样率比值)，同一个滤波器的效果可能会有较大差别，所以，通常的音频采样率转换算法都只支持有限数量的采样率对互转，甚至可能只支持上采样率或者下采样率的单边转换。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明在现有技术基础之上作进一步改进，本发明涉及一种基于加Blackman窗的FIR滤波器的音频采样率转换方法及系统，解决滤波器通常都对精度的要求比较高，精度不够则会引起结果出现较大偏差。但是高精度的浮点运算在定点的DSP系统中实现起来效率是非常低的技术问题。

本发明通过以下技术方案实现上述发明目的；

一种基于加Blackman窗的FIR滤波器的音频采样率转换方法，包括步骤：

步骤1：初始化阶段，由输入输出采样率的比率来计算加blackman窗的FIR滤波器的系数矩阵，并存储到指定表格中；

步骤2：输入一帧原始采样率数据；

步骤3：对第k个输出采样点，根据输入输出采样率的比率，并根据输入时间计数进行调整，通过定位对应的一组加blackman窗的FIR滤波器的输入的中心点在输入数据帧中位置，以此中心位置选出一组用于计算此第k个输出采样点的输入采样点(长度为窗口大小)；

步骤4：根据步骤3确定的中心采样点的偏移位置和输入输出采样率的最大公约数求出对应的滤波器系数在系数表格中的对应行；

步骤5：将步骤3得到的样点与步骤4得到的滤波系数进行运算得到一个输出采样点的值；

步骤6：重复步骤3，4，5计算完本帧数据；

步骤7：调整输入时间计数，保存没有用完的本帧输入数据；

步骤8：重复步骤2～7直到码流结束。

进一步的，对于步骤1，计算FIR滤波器系数的公式是：

计算blackman窗函数系数的公式是：

两者相乘得到插值算法所需的系数：

coeff[j][i]＝bkwn×fir

其中，BPC是输入输出采样率的最大公约数，fcn是输入输出采样率的比率，L是滤波器窗口的大小，且j和i是行和列的坐标，j和i的取值范围为：0≤j≤2×BPC+1；0≤i≤L-1。