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
find1star11 分钟前
LeetCode 25:K 个一组翻转链表
java·数据结构·算法·leetcode·链表·职场和发展·动态规划
Bmob后端云1 小时前
Bmob后端云实战|Python给备忘录接入AI摘要、文本润色功能
算法·github
小鱼干..1 小时前
CTFHub技能树-ssrf-URL Bypass
算法
chushiyunen1 小时前
动态规划、贪心算法、分治法
算法·贪心算法·动态规划
hansang_IR2 小时前
【题解】P4456 [CQOI2018] 交错序列(数学递推)
c++·算法
青少儿编程课堂2 小时前
贪心算法进阶:区间调度与最少资源整合解析
c++·python·算法·贪心·信息学竞赛·区间调度
青山木2 小时前
Hot 100 --- 划分字母区间
java·数据结构·算法·leetcode·贪心算法
Sunsets_Red2 小时前
浅谈扫描线
c++·算法·编程·题解·洛谷·扫描线·信息学竞赛
a187927218312 小时前
【算法】双指针与滑动窗口(一):框架总纲——三类问题、一个原理与判决书
算法·leetcode·区间·双指针·滑动窗口·原理·算法讲解
shehuiyuelaiyuehao2 小时前
算法42,模拟算法,模拟z字形变换
算法