1.一种近似精确重构余弦调制滤波器组的设计方法,其特征在于,包括:根据余弦调制滤波器组的定义和余弦调制滤波器组的输出与输入关系,计算得到余弦调制滤波器组的近似精确重构条件;根据所述近似精确重构条件,建立近似精确重构余弦调制滤波器组设计的数学模型;根据所述数学模型,计算得到一组原型滤波器系数;根据所述余弦调制滤波器组的定义和所述一组原型滤波器系数,计算得到近似精确重构余弦调制滤波器组;其中,所述根据余弦调制滤波器组的定义和余弦调制滤波器组的输出与输入关系,计算得到余弦调制滤波器组的近似精确重构条件,包括:所述近似精确重构条件为:其中,M为余弦调制滤波器组的通道数,k为大于等于0的整数, 表示虚数单位,ω表示角频率,e表示指数函数的底数,H(e j(ω-kπ/M) )为H(z)的幅频响应H(e jω )频移了kπ/M,而H(z)为余弦调制滤波器组的原型滤波器的传递函数,|·|表示取模操作, 表示对所有属于区间[0,π]上的频率ω而言。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述近似精确重构条件,建立近似精确重构余弦调制滤波器组设计的数学模型,包括:所述数学模型为:其中:“minimize”和“subject to”为数学规划术语,分别表示“最小化”和“约束条件”的意思, 为目标函数,表示以最小化原型滤波器的阻带能量为设计目标, 为约束条件,表示在逼近设计目标过程中,必须保持近似精确重构条件,b=[2h(L-1),…,2h(1),2h(0)] T ,[·] T 表示共轭转置操作,h(n)为原型滤波器,其长度为N,L=N/2,n为整数,矩阵 矩阵 矩阵D n 的第(i,j)个元素为 i=0,1,…,L-1,j=0,1,…,L-1,δ(·)为狄拉克函数, 表示向下取整操作,R L 表示长度为L的实数集。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述余弦调制滤波器组的定义和所述一组原型滤波器系数,计算得到近似精确重构余弦调制滤波器组,包括:根据式(1)、(2)中滤波器的对偶特性h(n)=h(N-1-n)和所述一组原型滤波器系数b=[2h(L-1),…,2h(1),2h(0)] T ,计算得到原型滤波器系数h(n)(n=1,2,…,N-1)组成的向量[h(0),h(1),…,h(L-1),h(L-1),…,h(1),h(0)]=0.5[b L-1 ,b L-2 ,…,b 1 ,b 0 ,b T ],从而得到式(15)和(16)的近似精确重构余弦调制滤波器组:其中k=0,1,…,M-1,n=0,1,…,N-1。
4.一种近似精确重构余弦调制滤波器组的设计装置,其特征在于,包括:近似精确重构条件计算模块,用于根据余弦调制滤波器组的定义和余弦调制滤波器组的输出与输入关系,计算得到余弦调制滤波器组的近似精确重构条件;数学模型建立模块,用于根据所述近似精确重构条件,建立近似精确重构余弦调制滤波器组设计的数学模型;滤波器系数计算模块,用于根据所述数学模型,计算得到一组原型滤波器系数;调制滤波器组计算模块,用于根据所述余弦调制滤波器组的定义和所述一组原型滤波器系数,计算得到近似精确重构余弦调制滤波器组;其中,所述近似精确重构条件计算模块包括:所述近似精确重构条件为:其中,M为余弦调制滤波器组的通道数,k为大于等于0的整数, 表示虚数单位,ω表示角频率,e表示指数函数的底数,H(e j(ω-kπ/M) )为H(z)的幅频响应H(e jω )频移了kπ/M,而H(z)为余弦调制滤波器组的原型滤波器的传递函数,|·|表示取模操作, 表示对所有属于区间[0,π]上的频率ω而言。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述数学模型建立模块包括:所述数学模型为:其中:“minimize”和“subject to”为数学规划术语,分别表示“最小化”和“约束条件”的意思, 为目标函数,表示以最小化原型滤波器的阻带能量为设计目标, 为约束条件,表示在逼近设计目标过程中,必须保持近似精确重构条件,b=[2h(L-1),…,2h(1),2h(0)] T ,[·] T 表示共轭转置操作,h(n)为原型滤波器,其长度为N,L=N/2,n为整数,矩阵 矩阵 矩阵D n 的第(i,j)个元素为 i=0,1,…,L-1,j=0,1,…,L-1,δ(·)为狄拉克函数, 表示向下取整操作,R L 表示长度为L的实数集。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述调制滤波器组计算模块包括:根据式(1)、(2)中滤波器的对偶特性h(n)=h(N-1-n)和所述一组原型滤波器系数b=[2h(L-1),…,2h(1),2h(0)] T ,计算得到原型滤波器系数h(n)(n=1,2,…,N-1)组成的向量[h(0),h(1),…,h(L-1),h(L-1),…,h(1),h(0)]=0.5[b L-1 ,b L-2 ,…,b 1 ,b 0 ,b T ],从而得到式(15)和(16)的近似精确重构余弦调制滤波器组:其中k=0,1,…,M-1,n=0,1,…,N-1。