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
一只乔哇噻4 分钟前
java后端工程师+AI大模型开发进修ing(研一版‖day61)
java·开发语言·学习·算法·语言模型
Cx330❀16 分钟前
Git 基础操作通关指南:版本回退、撤销修改与文件删除深度解析
大数据·运维·服务器·git·算法·搜索引擎·面试
前端小白在前进18 分钟前
力扣刷题:合并两个有序数组
算法·leetcode·职场和发展
john_hjy36 分钟前
标量、向量、矩阵、张量
算法·机器学习·矩阵
qq_4308558841 分钟前
线代第一章行列式第八课:克莱姆法则(Cramer法则)
线性代数·算法·矩阵
小妖66642 分钟前
力扣(LeetCode)- 542. 01 矩阵
算法·leetcode·矩阵
小年糕是糕手43 分钟前
【C++】内存管理(下)
java·c语言·开发语言·数据结构·c++·算法
CoderYanger1 小时前
第 479 场周赛Q2——3770. 可表示为连续质数和的最大质数
java·数据结构·算法·leetcode·职场和发展
像风一样自由20201 小时前
U-Net 图像分割算法:从零开始的完全指南
算法
云泽8081 小时前
蓝桥杯算法精讲:前缀和与差分算法的应用与实战
算法·职场和发展·蓝桥杯