[发明专利]一种用于音频信号的快速处理方法

权利要求书

1.一种用于音频信号的快速处理方法，其特征是包含以下步骤：

步骤1、按频率抽取FFT/IFFT：设定所输入音频信号序列x(n)的长度为N=4^L，L为整数，按照对执行DFT的X(k)中k除以4余数的不同进行分解，其基4运算都是有一定规律的，每一级的运算皆由N/4个蝶形运算构成，

（2-1）

在上式（2-1）中，m表示第m级蝶形运算，k为数据所在的行数，N为所要计算的数据的点数，为旋转因子，令，，，，可得基 4 按频率抽取的蝶形运算，

由式（2-1）可知，一次基 4 蝶形运算需要 3 次复数乘法和4次复数加/减法运算，综上所述，由基 4 按频率抽取算法计算N点FFT时需要log₄N=L级运算；

步骤2、按频域抽取FFT蝶形运算数据地址的变化规律：对于基4 DIF FFT，每级计算都是由四个数据为一组构成的N个输入数据，进入蝶形运算得到个N个输出数据，第1级进行蝶形运算的四个数据中相邻数据之间相差值为4，第2级进行蝶形运算的四个数据中相邻数据之间相差值为1，设此差值为D，蝶形运算所在的级数为P，则对于N=4^L点FFT，共有log₄N=L级运算，每级运算有N/4个蝶形运算单元，因此，D与P的关系为：D=4^L-P；

步骤3、获取基4的DIF旋转因子的变化规律：对于按频率抽取的FFT算法，除最后一级外，其余各级蝶形单元的计算结果均需要与旋转因子相乘，第2级蝶形运算不需要与旋转因子相乘，第1级蝶形运算则需要与相应的4组旋转因子相乘，各级对应的组数分别为(N,N/4,N/16....1)各级蝶形因子的指数分别为： / / //1，

获取基4的DIF FFT/IFFT输出数据排序的规律：基4 DIF FFT/IFFT输出顺序就是输入按照4进制的倒序，对于所有的基四FFT/IFFT，输出都是将最后一级运算结果按4进制数倒序得到；

步骤4、执行混合基 DIF FFT/IFFT：设输入序列x(n)的长度为N=4^L*2，L为整数，在基4的基础上在最后一级加入基2运算即可实现，最后一级的基2运算的蝶形运算数据地址差值为1,它的运算公式如下：

(3-1) ；

步骤5、计算实序列的FFT：前面提到的FFT算法的输入的都是复数，但是对于音频信号，输入都是实数，实序列的FFT运算方案包括：用一个N-FFT同时计算两个N点实序列FFT；用一个N-FFT计算一个2N点实序列的FFT。