音频信号处理中的抗锯齿滤波器如何工作?

信息处理 声音的 抗混叠滤波器
2022-01-30 02:22:09

我对使用抗锯齿过滤器有点困惑。至于我的困惑,请考虑以下任务:

考虑一个转换率为 4/3 的简单采样率转换系统。该系统由两个上采样块组成,每个上采样块为 2,下采样块为 3。

系统框图

频谱在采样频率的整数倍处具有周期性重复。因此,上采样会创建额外的 - 不需要的 - 光谱图像。这些可以通过抗成像过滤器取消:

反成像

蓝色虚线矩形内的光谱应该是我的输出 Y_1。该输出将被第二次上采样,我认为结果只有 4 次频谱重复,直到 2*pi。

但是,下采样如何工作?我从我的讲义中得到了下图:

抗锯齿

因此,显然在下采样之前我们应用了抗混叠滤波器,这将导致蓝点形状内的光谱部分。现在,我们将 Omega 增加 2 倍,这样……我不知道。这里到底发生了什么?

1个回答

我认为你把这不必要地复杂化了。让我们举一个具体的例子:假设我们想要从 48 kHz 提高 4/3 到 64 kHz,而您的信号带宽是 20 kHz。

在第一步中,您将通过在每个样本之间插入 3 个零来将样本上采样 4 倍。您的新采样率为 192 kHz。您的原始频谱被保留,并且您获得以 48 kHz 和 96 kHz 为中心的镜像频谱。

为了消除这种情况,您需要一个低通滤波器,在 192 kHz 采样率下具有 20 kHz 的截止频率,并在 24 kHz 下具有足够的衰减。

最后,您只需丢弃每第二个和第三个样本,即可将结果降低三倍。这在没有混叠的情况下工作,因为低通滤波器已经消除了所有会混叠的内容。

关于你的图表:一般来说,我会避免绘制任何超过 Nyqusit 频率的东西。这只是周期性的重复,并没有添加任何有用的信息,而且会让人感到困惑。