[发明专利]一种获取线性预测滤波器系数的装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术，尤其指一种获取线性预测滤波器系数的装置。

背景技术

线性预测是语音处理中的核心技术之一，已成功地应用于语音识别、合成及编码等方面。而线性预测中一个关键的内容是求解线性预测滤波器的系数，由于LD(Levinson-Durbin，列文森-杜宾)算法在求解线性预测滤波器的系数时采用递推迭代的处理方式，具有简单、方便、快速有效等特点，所以被广泛使用。

在Levinson-Durbin算法处理过程中，先输入自相关系数，然后进行初始化，接着利用前一次迭代的结果进行下一次迭代，每一次迭代完成后都会比前一次迭代多获得一个滤波器系数，因此通过一定次数如27次迭代后，将获得27个新滤波器系数，而且初始化时得到的那个滤波器系数在每次迭代中始终保持不变。

图1给出了Levinson-Durbin算法实现的流程图，为了便于说明，还是以迭代次数为27进行说明，其中P(m)指滤波器系数(m指迭代次数，取值可以是0、1、2......)，P^m(K)具体指第m次迭代后产生的第K个滤波器系数，P(0)或P⁰(0)指初始化时得到的滤波器系数，Jmin指最小误差值，J^m_inm具体指第m次迭代后产生的最小误差值。首先输入自相关系数后进行初始化，此时m取初值0，得到系数P(0)和误差值J_min⁰，然后对迭代次数加1，如果迭代次数还没有达到27次，先求取反射系数Tm值，接着求取各阶滤波器系数P(1)、...、P(m)，随后求取最小误差值J_min^m，并利用第m次得到的滤波器系数和最小误差值更新第m-1次得到的滤波器系数和最小误差值；直到迭代次数达到27次后，保存滤波器系数P(0)、P(1)、...、P(27)并作为最终结果输出。

由于现有技术一般通过软件来实现Levinson-Durbin算法，从而获取滤波器系数，从上述过程可以看出，对于一个m阶的线性滤波器，虽然只需要求取q_p阶滤波器系数，但为此必须先求出低于q_p的各阶预测系数，由于该算法为递归解法，算法复杂，尤其是乘法、累加以及除法等运算单元被重复调用，运算量巨大。因此很难在ASIC芯片中实现，不利于在硬件中的推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种求取线形预测滤波器系数的装置，并且该装置适用于求取各阶滤波器系数。

本发明方案提供的装置根据多次迭代完成滤波器系数的求取过程，包括：自相关系数存储器、反射系数求取模块、误差值求取模块、滤波器系数求取模块、滤波器系数存储器及顶层控制模块；所述自相关系数存储器预先存储有用于迭代的自相关系数；反射系数求取模块，用于完成每一次迭代中的反射系数值的求取；误差值求取模块，用于完成每一次迭代中的最小误差值的求取；滤波器系数求取模块，用于完成每一次迭代中的滤波器系数的求取；滤波器系数存储器，存储每次迭代完成后得到的滤波器系数；顶层控制模块，用于产生上述各个模块和存储器的读写控制信号，对各个模块和存储器进行读写调度；

其中，所述反射系数求取模块根据所述自相关系数存储器中的自相关系数、所述滤波器系数存储器中的上一次迭代的滤波器系数及所述误差值求取模块提供的上一次迭代的最小误差值进行运算，得到本次迭代的反射系数；所述误差值求取模块根据上一次迭代的最小误差值和所述反射系数求取模块提供的本次迭代反射系数进行运算，得到本次迭代的最小误差值；所述滤波器系数求取模块根据所述反射系数求取模块提供的本次迭代反射系数及所述滤波器系数存储器中的上一次迭代的滤波器系数进行运算，得到本次迭代的滤波器系数，并保存至所述滤波器系数存储器中。

所述滤波器系数存储器为滤波器系数更新模块，用于在存储滤波器系数时利用第N+1次迭代的滤波器系数更新第N次迭代的滤波器系数，N为自然数。

所述误差值求取模块包括误差值寄存器和误差计算单元，所述误差值寄存器接收到所述装置外部传送来的启动信号m_start后，从所述自相关系数存储器中读取第一个自相关值作为最小误差值的初始值；所述误差计算单元根据所述反射系数求取模块提供的本次迭代反射系数和所述误差值寄存器中的上一次迭代的最小误差值得到本次迭代的最小误差值并用来更新所述误差值寄存器中上一次迭代的最小误差值。