多速率信号处理-插值和插值滤波器

插值意味着提高采样率,故而被称为上采样(Up Sample)。设原始序列为 x ( n ) x(n) x(n),采样率为 f x f_x fx,插值因子为 L L L,则插值的过程为原始序列每相邻两个样点之间插入 L − 1 L-1 L−1个 0 0 0构成一个新序列,数学表达式为

y ( m ) = { x ( m / L ) m = 0 , ± L , ± 2 L , ⋯ 0 其他 y(m)=\begin{cases}x(m/L)&m=0,\pm L,\pm2L,\cdots\\0&\text{其他}\end{cases} y(m)={x(m/L)0m=0,±L,±2L,⋯其他

以 f y f_y fy表示 y ( m ) y(m) y(m)的采样率,则采样率之间的关系为

f y = L × f x f_y=L\times f_x fy=L×fx

图示如下:

从频域角度看, 原始序列的频谱以 f x f_x fx为周期做周期延拓。

插值后的新序列以新的采样率 f y f_y fy做周期延拓。

可以看到插值前后频谱成分不变,但是在 f x f_x fx的整数倍频点处的频谱称为镜像成分。所以插值后要加入一个低通滤波器滤除镜频。典型的插值器就是由上采样器和抗镜像滤波器共同完成的。

由于插值是在原始序列中插入零值,即某些采样点处的信号幅度为0,会改变信号的幅度,因此插值会造成信号幅度的损失。要保证插值前后信号幅度的统一,可在插值滤波器后设置一个增益因子L。

相关推荐
小O的算法实验室1 小时前
2026年ASOC,基于多目标优化去噪双存档进化算法+路径规划,深度解析+性能实测
算法·论文复现·智能算法·智能算法改进
2601_954526752 小时前
逆向解析Temu底层动销算法:基于API高并发轮询与全域存量透视的自动化架构重构
算法·架构·自动化
Σίσυφος19002 小时前
数据标准化(拟合的时候使用非常重要)
人工智能·算法
knight_9___2 小时前
大模型project面试7
人工智能·python·算法·面试·大模型·agent
NashSKY3 小时前
EM 算法完整推导与本质剖析
算法·机器学习·概率论
foundbug9994 小时前
MATLAB实现:基于图像对比度和波段相关性的高光谱波段选择算法
开发语言·算法·matlab
嘿嘿嘿x34 小时前
Linux-实践
linux·运维·算法
Godspeed Zhao4 小时前
从零开始学AI14——最大似然估计与对数损失函数
算法·逻辑回归·最大似然
流年如夢4 小时前
排序算法详解
数据结构·算法·排序算法