[发明专利]一种IIR滤波器系数的转换方法及转换装置

说明书

一种IIR滤波器系数的转换方法，步骤如下：定义IIR定点系数配置文件，确定系数转换计算的最高位数、输入数据定点位数、定点系数位数及最终的IIR定点系数文件的输出格式；解析IIR浮点系数文件，对IIR滤波器系统函数的分子系数数组和分母系数数组进行解析，分别从分子系数数组和分母系数数组提取有效元素，组成IIR浮点系数的分子系数序列和分母系数序列；根据公式计算IIR定点系数；将计算得到的IIR定点系数按照设定的IIR定点系数文件的输出格式对IIR定点系数进行格式化并输出。本发明提供了一种将IIR系数从浮点到定点的转换方法，实现了定点运算的IIR滤波器系数配置难的问题，降低了设计开发难度。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种IIR滤波器的浮点系数到定点系数的转换方法及转换装置。

背景技术

IIR滤波器(infinite impulse response filter，无限脉冲响应数字滤波器)广泛应用于数字信号处理中，例如进行采样滤波、音频数据处理等，具有实现简单、效率高的特点。采用浮点运算的IIR滤波器的设计精度高，而且可方便地通过Matlab软件实现IIR滤波器的设计、仿真及调试，但设计精度高的浮点运算IIR滤波器的硬件模块(芯片)面积较大，成本高，不适合应用于成本敏感型方案中。采用定点计算的IIR滤波器的设计相对简单，芯片面积小，但设计时需要根据Matlab软件的浮点数据来配置定点数据，以实现可以像使用浮点运算的IIR数字滤波器一样来使用定点运算的IIR数字滤波器，提高精度。因此，需要开发一种IIR滤波器定点系数配置工具，可以将IIR滤波器的浮点系数转换为定点系数，便于设计开发者的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于将IIR滤波器的浮点系数转换为定点系数的方法及转换装置，为IIR滤波器的设计提供便利。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种IIR滤波器系数的转换方法，包括以下步骤：

定义IIR定点系数配置文件，确定系数转换计算的最高位数、输入数据定点位数、定点系数位数及最终的IIR定点系数文件的输出格式；

解析IIR浮点系数文件，对IIR滤波器的系统函数的分子系数数组和系统函数的分母系数数组进行解析，分别从系统函数的分子系数数组和系统函数的分母系数数组提取有效元素，组成IIR浮点系数的分子系数序列和IIR浮点系数的分母系数序列；

根据以下公式计算IIR定点系数：Y＝X*2ⁿ，式中的Y表示IIR定点系数，X为IIR浮点系数的分子系数序列和IIR浮点系数的分母系数序中的元素，n表示定点系数位数，n≤数据转换计算的最高位数；

将计算得到的IIR定点系数按照设定的IIR定点系数文件的输出格式对IIR定点系数进行格式化并输出。

进一步的，所述IIR定点系数文件的输出格式为IIR定点系数数组或与其等效的IIR定点系数结构体，所述IIR定点系数数组的结构包括：输入数据增益、输出数据定点位数以及IIR滤波器系数，IIR滤波器系数由IIR浮点系数的分子系数序列和IIR浮点系数的分母系数序列中的元素构成。

进一步的，输入数据增益根据以下公式确定：Gain＝SUM-CoefFrac-iDatFrac，式中的Gain表示输入数据增益，SUM表示系数转换计算的最高位数，CoefFrac表示定点系数位数，iDatFrac表示输入数据定点位数。

进一步的，所述IIR浮点系数文件由FDATool生成。