[发明专利]多级IIR滤波器和利用其对数据进行并行化滤波的方法

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月10日提出的美国临时专利申请No.61/645,291的优先权，其全部通过引用而被合并于此。

技术领域

本发明有关于包括双二阶滤波器级的多级滤波器，并且有关于利用此类滤波器对数据(例如，音频数据)进行并行化的滤波。本发明的某些实施例是根据被称为杜比数字(AC-3)、杜比数字加(E-AC-3)、和杜比E中的一个格式、或根据另一个编码格式在编码或解码数据期间用于对音频数据进行滤波(利用包括双二阶滤波器级的多级滤波器)的方法、系统、和处理器。杜比、杜比数字、和杜比数字加和杜比E是杜比实验室许可公司的商标。

背景技术

贯穿包括在权利要求中的本公开，“对”信号或数据执行操作(例如，滤波或缩放信号或数据)的表达被广义上使用以表示对信号或数据、或对信号或数据的处理的版本(例如，对在对其执行操作之前已经经历初步滤波或其它处理的信号的版本)直接执行操作。

在信号处理中，数字双二阶滤波器是二阶的递归线性滤波器，包含两极和两个零。这里将使用缩写“双二阶”(或“双二阶”)滤波器以表示数字双二阶滤波器。在Z域中，双二阶滤波器的转移函数是两个二次函数的比率：

H(z)=b0+b1z-1+b2z-11+a1z1+a2z2]]>

高阶递归滤波器(无限脉冲响应或大于二阶的阶数的“IIR”滤波器)可以对它们的系数的量化是高度敏感的，并且可以容易变得不稳定的。第一和第二阶数递归滤波器也可以具有此类型的不稳定性问题但是不稳定性问题不严重得多。因此，高阶递归滤波器通常被实施为包括双二阶部分的串联级联的串联级联的滤波器(并且可选地也是一阶滤波器)。此类串联级联的滤波器这里有时被称为多级双二阶滤波器，并且包括双二阶滤波器的序列(有时这里称为双二阶级或双二阶部分)。

例如，被配置为根据公知的AC-3(杜比数字)格式、或公知的杜比数字加和杜比E格式的任何一个编码音频数据的传统的编码器，实施许多多级双二阶滤波器。例如，杜比数字加编码器通常采用两级双二阶滤波器(即，包括两个级联的双二阶滤波器的滤波器)以在瞬态检测器子系统中实施高通滤波、四级双二阶滤波器(即，包括四个级联的双二阶滤波器的滤波器)以在低频效果(“LFE”)子系统中实施低通滤波、和三级的双二阶滤波器以实施带宽限制的低通滤波。杜比E编码器通常采用两级双二阶滤波器(即，包括两个级联的双二阶滤波器的滤波器)以在瞬态检测器子系统中实施高通滤波、以及四级双二阶滤波器(即，包括四个级联的双二阶滤波器的滤波器)以在低频效果(“LFE”)子系统中实施低通滤波。杜比E解码器通常采用三级的双二阶滤波器(即，包括三个级联的双二阶滤波器的滤波器)以在低频效果(“LFE”)子系统中实施低通滤波。