PL207098B1

PL207098B1 - Sposób filtracji odwrotnej, sposób filtracji syntetycznej, urządzenie filtru odwrotnego, urządzenie filtru syntezy

Info

Publication number: PL207098B1
Application number: PL363535A
Authority: PL
Inventors: Brinker Albertus C. Den
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2010-11-30
Also published as: EP1386311B1; JP4443118B2; US20040136268A1; WO2002089116A1; KR100941384B1; CN1251177C; DE60224796D1; BR0205112A; RU2297049C2; JP2004520757A; ES2299568T3; KR20040002422A; US7263542B2; DE60224796T2; ATE385026T1; PL363535A1; EP1386311A1; CN1465045A; RU2003134706A

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób filtracji odwrotnej. Przedmiotem wynalazku jest ponadto sposób filtracji syntetycznej. Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie filtru odwrotnego, urządzenie filtru syntetycznego oraz urządzenia zawierające takie urządzenia do filtracji.

Urządzenie filtru przedstawione zostało w pracy A. Harma „Zastosowanie kształtowanych częstotliwościowo filtrów rekurencyjnych (Implementation of frequency-warped recursive filters), Signal processing 80 (2000) 543-548. W artykule Harma opisano koder kształtowanej predykcji liniowej (koder WLP) i dekoder WLP. Urządzenie kodera WLP zawiera konwencjonalny filtr FIR, w którym jednostki opóźniające są zastąpione przez filtry wszechprzepustowe.

Wadą urządzenia kodującego znanego ze wspomnianego artykułu Hanna jest to, że bez dodatkowych środków urządzenie dekodujące WLP może zawierać pętle bez opóźnień. W artykule Harma przedstawiono dwa sposoby przezwyciężenia tego problemu. Po pierwsze, urządzenie dekodujące WLP może być adoptowane dla eliminacji pętli bez opóźnień. Po drugie, obliczenia wyjścia dekodera i uaktualnianie stanów wewnę trznych filtra mogą być rozdzielone. W obu rozwią zaniach urzą dzenie dekodujące WLP różni się od urządzenia kodującego WLP. Ponadto, w związku z różnicą między dekoderem i koderem, parametry urządzenie kodera WLP, takie jak współczynniki predykcji, muszą być konwertowane do dekodera WLP, który wymaga dodatkowego przetwarzania co pociąga za sobą problemy numeryczne.

Istotą wynalazku jest sposób filtracji odwrotnej obejmujący przynajmniej etapy, w których generuje się próbki pierwszego sygnału filtrowanego w oparciu o próbkę sygnału wejściowego i odejmuje się próbki pierwszego sygnału filtrowanego od próbki sygnału wejściowego dla uzyskania próbki sygnału resztkowego, charakteryzujący tym, że etap, w którym generuje się próbki pierwszego sygnału filtrowanego obejmuje etapy, w których uzyskuje się przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał. Etap ten obejmuje kolejne etapy, w których przechowuje się w buforze próbkę pierwszego sygnału odpowiadającą próbce sygnału wejściowego. Następnie odbiera się z bufora próbkę sygnału opóźnionego, poczym generuje się przyczynowo i stabilnie, przynajmniej jedną próbkę drugiego sygnału filtrowanego. Etap ten obejmuje nie tylko wprowadzenie opóźnienia. Wzmacnia się przynajmniej jedną próbkę sygnału ze współczynnikiem wzmocnienia, który to współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od czasu lub sygnału. Sposób ponadto obejmuje etap, w którym otrzymuje się pierwszy filtrowany sygnał w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i filtrowany sygnał .

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że przechowywanie w buforze próbki pierwszego sygnału odnoszącego się do próbki sygnału wejściowego i odbieranie z bufora próbki sygnału opóźnionego przeprowadza się przed generowaniem przynajmniej jednego drugiego filtrowanego sygnału. Pierwszy sygnał jest sygnałem wejściowym, a przynajmniej jeden drugi filtrowany sygnał generuje się na podstawie sygnału opóźnionego.

Ponadto sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że przechowywanie w buforze próbki pierwszego sygnału odnoszącego się do próbki sygnału wejściowego i odbieranie z bufora próbki sygnału opóźnionego przeprowadza się po wygenerowaniu przynajmniej jednego drugiego filtrowanego sygnału. Pierwszy sygnał jest sygnałem wejściowym, a przynajmniej jeden drugi filtrowany sygnał generuje się na podstawie sygnału opóźnionego.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że próbka sygnału opóźnionego bezpośrednio poprzedza próbkę pierwszego sygnału.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generowanie próbki pierwszego sygnału filtrowanego obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji nieliniowej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generowanie próbki przynajmniej jednego drugiego sygnału obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji rekurencyjnej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generowanie drugiego sygnału filtrowanego ma rozdzielczość czasowo-częstotliwościową porównywalną z ludzkim układem słuchowym.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego filtrowanego sygnału obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji wszechprzepustowej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego sygnału filtrowanego zawiera przynajmniej jeden etap filtracji Laguerre'a.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego sygnału filtrowanego obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji Kautz'a.

PL 207 098 B1

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego sygnału filtrowanego obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji Gamma-ton.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że ponadto przeprowadza się operację macierzową na przynajmniej jednej z próbek drugiego sygnału filtrowanego.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że wzmocnienie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnału zawiera mnożenie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnału przez współczynnik predykcji, który to współczynnik predykcji jest uzyskany zgodnie ze sposobem filtracji predykcyjnej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że wzmocnienie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnału zawiera mnożenie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnału przez współczynnik predykcji, który to współczynnik predykcji jest uzyskany zgodnie ze sposobem adaptacyjnej modulacji kodowo-impulsowej.

Ponadto istotą wynalazku jest sposób filtracji syntetycznej obejmujący etapy, w których dodaje się próbkę pierwszego sygnału filtrowanego do próbki sygnału wejściowego uzyskując próbkę sygnału wyjściowego. Generuje się próbkę pierwszego sygnału filtrowanego na podstawie próbki sygnału wyjściowego, charakteryzujący się tym, że uzyskuje się przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał, przy czym etap ten obejmuje kolejne etapy, w których przechowuje się w buforze próbkę pierwszego sygnału odpowiadającą próbce sygnału wejściowego. Odbiera się z bufora próbkę sygnału opóźnionego. Generuje się przyczynowo i stabilnie, przynajmniej jedną próbkę drugiego sygnału filtrowanego, przy czym etap ten obejmuje nie tylko wprowadzenie opóźnienia. Wzmacnia się przynajmniej jedną próbkę sygnału ze współczynnikiem wzmocnienia, który to współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od czasu lub sygnału. Sposób ponadto obejmuje etap, w którym otrzymuje się próbkę pierwszego sygnału filtrowanego w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i filtrowany sygnał.

Istotą wynalazku jest także urządzenie filtru odwrotnego zawierające port wejściowy odbierający sygnał wejściowy. Pierwsze urządzenie sprzęgające połączone z portem wejściowym, obliczające sygnał resztkowy przez odjęcie próbki pierwszego sygnału filtrowanego od próbki sygnału wejściowego. Strukturę filtru połączoną z portem wejściowym oraz z urządzeniem sprzęgającym, do generowania pierwszego sygnału filtrowanego na podstawie sygnału wejściowego i doprowadzająca pierwszy sygnał filtrowany do pierwszego urządzenia sprzęgającego. Urządzenie filtru odwrotnego zawiera także port wyjściowy połączony z pierwszym urządzeniem sprzęgającym do odprowadzania sygnału resztkowego charakteryzujące się tym, że struktura filtru generująca przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał, zawiera urządzenie pamięci do przechowywania pierwszego sygnału i odprowadzania sygnału opóźnionego. Przynajmniej jedno przyczynowe i stabilne drugie urządzenie filtrujące, przy czym drugie urządzenie filtrujące zawiera nie tylko elementy opóźniające, i jest połączone z komunikacyjnie z urządzeniem pamięci, pierwszym urządzeniem sprzęgającym, generując przynajmniej jeden drugi sygnał filtrowany na podstawie sygnału wejściowego. Przynajmniej jedno urządzenie wzmacniające o współczynniku wzmocnienia, przy czym współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od czasu lub sygnału. Ponadto struktura filtru zawiera drugie urządzenie sprzęgające generujące pierwszy sygnał filtrowany w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygna ł .

Ponadto istotą wynalazku jest urządzenie filtru syntezy zawierające port wejściowy odbierający sygnał wejściowy; pierwsze urządzenie sprzęgające połączone z portem wejściowym, obliczające sygnał wyjściowy przez dodanie sygnału wejściowego i pierwszego sygnału filtrowanego, przy czym urządzenie filtrujące ponadto zawiera port wyjściowy odprowadzający sygnał wyjściowy połączony z pierwszym urządzeniem sprz ęgającym; oraz strukturę filtru połączoną z portem wyjściowym oraz z pierwszym urzą dzeniem sprzę gają cym, do generowania pierwszego sygnał u filtrowanego na podstawie sygnału wyjściowego i doprowadzającą pierwszy sygnał filtrowany do pierwszego urządzenia sprzęgającego, charakteryzujące się tym, że struktura filtru generująca przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał, zawiera urządzenie pamięci do przechowywania pierwszego sygnału i odprowadzania sygnału opóźnionego. Przynajmniej jedno przyczynowe i stabilne drugie urządzenie filtrujące. Drugie urządzenie filtrujące zawiera nie tylko elementy opóźniające, i jest połączone komunikacyjnie z urządzeniem pamięci, pierwszym urządzeniem sprzęgającym, generując przynajmniej jeden drugi sygnał filtrowany na podstawie sygnału wyjściowego. Przynajmniej jedno urządzenie wzmacniające o współczynniku wzmocnienia. Współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od

PL 207 098 B1 czasu lub sygnału. Ponadto struktura filtru zawiera drugie urządzenie sprzęgające generujące pierwszy sygnał filtrowany w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał.

Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy pierwszego przykładu wykonania urządzenia do filtracji odwrotnej zgodnie z wynalazkiem, fig. 2 przedstawia schemat, blokowy pierwszego przykładu wykonania urządzenia do filtracji syntetycznej zgodnie z wynalazkiem, fig. 3 przedstawia sieć działań pierwszego przykładu wykonania sposobu filtracji odwrotnej zgodnie z wynalazkiem, fig. 4 przedstawia sieć działań pierwszego przykładu wykonania sposobu filtracji syntetycznej zgodnie z wynalazkiem, fig. 5 przedstawia schemat blokowy urządzenia przesyłania danych wyposażonego w urządzenie kodera predykcyjnego zgodnie z wynalazkiem, fig. 6 przedstawia schemat blokowy urządzenia pamięci danych wyposażonego w urządzenie kodera predykcyjnego zgodnie z wynalazkiem, fig. 7 przedstawia schemat blokowy urządzenia przetwarzania danych zgodnie z wynalazkiem, fig. 8 przedstawia schemat blokowy urządzenia audiowizualnego wyposażonego w urządzenie dekodera predykcyjnego zgodnie z wynalazkiem, fig. 9 przedstawia schemat blokowy audiowizualnego urządzenia zapisującego wyposażonego w urządzenie dekodera predykcyjnego zgodnie z wynalazkiem, fig. 10 przedstawia schemat blokowy urządzenia przechowywania danych wyposażonego w sposób kodowania predykcyjnego zgodnie z wynalazkiem.

W niniejszym zgł oszeniu uż ywa się nastę pują cej terminologii. Próbka x (n) jest wartoś cią sygnału w pewnej chwili czasu. Segmentem jest kilka kolejnych próbek, na przykład x(n), x(n+1), x(n+j-1), x(n+j). W niniejszym zgłoszeniu użyto terminów sygnał, próbka lub segment, ale mogą być również wykorzystywane inne nazwy dla tych typów. Funkcja przenoszenia H(z) jest zależnością między sygnałem wejściowym i sygnałem wyjściowym filtru w dziedzinie transformaty z. (Dla z=exp-i, gdzie i jest pierwiastkiem kwadratowym z -1, H(z) opisuje charakterystykę w dziedzinie częstotliwości). Odpowiedź impulsowa filtru jest odpowiedzią filtru na sygnał impulsowy, to znaczy sygnał mający wartość 1 dla n równego zero, oraz wartość 0 dla n nierównego zero, gdzie n wskazuje chwilę czasu. W niniejszym zgłoszeniu urządzenie filtru nie jest rozumiane tylko jako urządzenie mające urządzenie opóźniające lub wiele urządzeń opóźniających, chociaż w bardzo ścisłym sensie urządzenie opóźniające jest urządzeniem filtrującym. Jednakże urządzenie zawierające przynajmniej jedno urządzenie filtrujące i przynajmniej jedno urządzenie opóźniające jest rozumiane jako urządzenie filtrujące. Na koniec filtr rozumiany jest jako przyczynowy, jeżeli sygnał wyjściowy nie zależy od jakichkolwiek „przyszłych sygnałów wejściowych, to znaczy wyjście filtra zależy jedynie od sygnału bieżącego i poprzednich sygnałów. Filtr nazywany jest stabilnym, jeżeli amplituda sygnału wyjściowego filtra jest ograniczona dla dowolnego sygnału o ograniczonej amplitudzie występującego na wejściu filtra.

Na fig. 1 przedstawiono schemat blokowy pierwszego przykładu wykonania urządzenia filtracji odwrotnej 1 zgodnie z wynalazkiem. Przedstawiony przykład urządzenia filtracji odwrotnej lub urządzenia kodującego 1 zawiera port wejściowy 11, na którym może występować sygnał wejściowy x. Port wejściowy jest połączony ze strukturą filtra 13, który jest zdolny do filtrowania odebranego sygnału wejściowego x i może wyprowadzić pierwszy filtrowany sygnał x. Tak port wejściowy 11 jak i struktura filtra 13 są połączone z pierwszym urządzeniem sprzęgającym 12, który potrafi łączyć pierwszy filtrowany sygnał x i sygnał wejściowy x' a z którego uzyskuje się sygnał resztkowy r.

Struktura filtra 13 zawiera bufor lub urządzenie pamięci 131 połączone z portem wejściowym 11 i wieloma drugimi urzą dzeniami filtrują cymi 132 połączonymi z wyjś ciem urzą dzenia 131. W przedstawionym przykładzie drugie urządzenia filtrujące 132 tworzą urządzenie filtrujące z jednym wejściem i wieloma wyjściami SIMO 130. Drugie urządzenia filtrujące 132 są również połączone z urzą dzeniami wzmacniającymi 133, które są dalej połączone z drugim urządzeniem sprzęgającym 134. Urządzenie sprzęgające 134 jest połączone z wyjściem do pierwszego urządzenia sprzęgającego 12.

Bufor lub urządzenie pamięci 131, w tym zgłoszeniu zwane również urządzeniem opóźniającym, przechowuje odebrane próbkowane wejście x(n) i zwraca próbkę u(n). Próbka u(n) jest poprzednią próbką x(n-j) sygnału wejściowego, gdzie j reprezentuje opóźnienie urządzenia i jest większe niż zero. Stąd próbka u(n) poprzedniego sygnału wejściowego u jest równa próbce x(n-j) sygnału wejściowego x, gdzie j reprezentuje opóźnienie urządzenia opóźniającego 131, a j jest większe lub równe zeru. Drugie urządzenia filtrujące 132 generują drugie filtrowane sygnały y1, y2, ...,yk, w oparciu o sygnał u. Drugie urządzenia filtrujące są stabilne i przyczynowe. Dlatego urządzenie filtrujące SIMO 130 również jest stabilne i przyczynowe. W wykonaniu wynalazku urządzenie filtrujące SIMO 130 zawiera jedynie drugie urządzenia filtrujące 132. Jednak urządzenie filtrujące SIMO może również zawierać

PL 207 098 B1 jedno lub więcej urządzeń opóźniających, albo nawet, bezpośrednie zasilanie równolegle do drugich urządzeń filtrujących 132.

Urządzenia wzmacniające 133 wzmacniają lub mnożą każdy drugi filtrowany sygnał y1, y2, ...,yk przez współczynnik wzmocnienia lub mnożenia α₁, α₂, ...,a_k. Od tej chwili współczynniki wzmocnienia α₁, α₂, ..,a_k zwane będą współczynnikami predykcji α₁, a₂, ..,a_k, gdzie współczynniki predykcji są zmienne w czasie lub zależą od sygnału. Tak więc drugie filtrowane sygnały są tak połączone, że tworzą sumę ważoną w drugim urządzeniu sprzęgającym 134.

Λ

Wyjście z drugiego urządzenia sprzęgającego 134 jest pierwszym filtrowanym sygnałem χ ,

Λ gdzie każda próbka χ (n) jest oparta na poprzednich próbkach x(n-j) sygnału wejściowego x, dla j

Λ większego od zera. Drugie urządzenie sprzęgające 134 wyprowadza pierwszy filtrowany sygnał χ oraz doprowadza go do pierwszego urządzenia sprzęgającego 12. Pierwsze urządzenie sprzęgające 12

Λ łączy pierwszy filtrowany sygnał χ oraz sygnał wejściowy x i wyprowadza sygnał resztkowy r.

W związku z występowaniem urządzenia opóźniającego 131 nie ma pętli bez opóźnienia w strukturze filtru 13. Dlatego tak filtr odwrotny, jak i filtr syntetyczny mogą mieć tę samą konstrukcję, tzn. filtry te mogą być względem siebie komplementarne. Na przykład, filtr odwrotny zgodnie z wynalazkiem z fig. 1 oraz filtr syntetyczny zgodnie z wynalazkiem z fig. 3 są komplementarne. Również rozdzielczość czasowo-częstotliwościowa struktury filtru może być z góry dopasowana przez odpowiedni wybór funkcji przenoszenia Hk drugich filtrów, ponieważ drugie filtry mogą być dowolnego odpowiedniego typu z filtrów stabilnych i przyczynowych, na przykład przez taki dobór parametrów (takich jak wzmocnienie, bieguny i zera) funkcji przenoszenia Hk, aby filtr był dopasowany do szczególnego zakresu częstotliwości.

Opóźnienie i filtr i/albo wzmacniacze mogą być wzajemnie zamienione, to znaczy filtr i/albo wzmacniacze mogą być umieszczone przed opóźnieniem. W tym przypadku opóźnienie będzie przeΛ chowywać pierwszy filtrowany sygnał χ i wyprowadzać poprzedzający pierwszy filtrowany sygnał, który jest następnie łączony z sygnałem wejściowym x dla uzyskania sygnału resztkowego r. Mówiąc bardziej precyzyjnie, urządzenie opóźniające 131 oraz filtr i/albo wzmacniacze są przemienne. Jednak niezależnie od względnego położenia urządzenia opóźniającego, filtru i/albo wzmacniaczy, filtr jest przemiennie łączony z urządzeniem opóźniającym i pierwszym urządzeniem sprzęgającym.

Ponadto parametry użyte w filtrze odwrotnym mogą być użyte w odpowiadającym filtrze syntetycznym, na przykład w przykładzie z fig. 2. Tym samym filtr syntetyczny może być implementowany bez środków do ponownego obliczania współczynników predykcji, a stąd filtr syntetyczny może być tańszy. Ustawienia filtru odwrotnego mogą być więc przesyłane do filtru syntetycznego, na przykład przez oddzielny kanał danych lub powiązane z sygnałem resztkowym r.

Na fig. 2 przedstawiono urządzenie filtru syntetycznego lub urządzenie dekodujące 2, które jest zasadniczo odwrotne do urządzenia filtru odwrotnego z fig. 1. Urządzenie filtru syntetycznego 2 ma port wejściowy 21 połączony z pierwszym urządzeniem sprzęgającym 22. Urządzenie sprzęgające 22 jest dalej połączone ze strukturą filtru 23 i wejściem 24 urządzenia filtru syntetycznego. Na wejściu 21 występować może resztkowy sygnał wejściowy r. Sygnał wejściowy r jest następnie odbierany przez pierwsze urządzenie sprzęgające 22 i połączony z pierwszym filtrowanym sygnałem ze struktury filtru 23, za pomocą którego otrzymywany jest sygnał wyjściowy x. Jeżeli sygnał wejściowy r jest sygnałem resztkowym z urządzenia filtru odwrotnego 1 z fig. 1, sygnał wyjściowy x jest zasadniczo podobny do sygnału wejściowego x w urządzeniu filtru odwrotnego.

Struktura filtru 23 zawiera urządzenie opóźniające 231 (zwane również urządzeniem buforowym, lub urządzeniem pamięciowym) połączone z portem wyjściowym 24 i wieloma drugimi urządzeniami filtrów 232. Urządzenia drugich filtrów 232 są połączone z urządzeniami wzmacniającymi 233, które są połączone z drugim urządzeniem sprzęgającym 234. Drugie urządzenie sprzęgające 234 jest połączone z wyjściem pierwszego urządzenia sprzęgającego 12.

Urządzenie opóźniające 231 przechowuje próbki wyjścia x(n) i zwraca poprzednio zapamiętaną próbkę wyjścia x(n-j), gdzie j większe od zera. Drugie urządzenia filtrów 232 generują drugie filtrowane sygnały, w oparciu o uprzednio zapamiętany sygnał wyjściowy. Urządzenia wzmacniające 233 wzmacniają każdy drugi filtrowany sygnał ze współczynnikiem predykcji α₁, a₂, ...,a_k. Stąd drugie fil6

PL 207 098 B1 trowane sygnały są powiązane przez drugie urządzenie sprzęgające 234 tworząc sumę ważoną. WyjΛ ściem z drugiego urządzenia sprzęgającego 234 jest pierwszy filtrowany sygnał χ , gdzie każda próbΛ ka χ (n) jest oparta na poprzednich próbkach x(n-j) sygnału wyjściowego x, dla j większego od zera.

Λ

Drugie urządzenie sprzęgające 234 wyprowadza pierwszy filtrowany sygnał χ i przekazuje do pierwszego urządzenia sprzęgającego 1. Pierwsze urządzenie sprzęgające 22 wiąże sygnał wejściowy r

Λ z pierwszym filtrowanym sygnałem χ dając sygnał wyjściowy x.

W związku z występowaniem urządzenia opóźniającego w strukturze filtru 22, w strukturze filtru nie ma pętli bez opóźnienia. Tym samym filtr syntetyczny może być w prosty sposób wykonany jako komplementarny z filtrem odwrotnym. Opóźnienie i filtr i/albo wzmacniacze mogą być wzajemnie wymienione, to znaczy filtr i/albo wzmacniacze mogą być umieszczone przed opóźnieniem. Mówiąc bardziej precyzyjnie, urządzenie opóźniające oraz filtr i/albo wzmacniacze są przemienne.

W przykładach z fig. 1 i 2, drugie urządzenia filtrów są połączone równolegle z urządzeniem opóźniającym lub buforem. Stąd każda próbka każdego drugiego filtrowanego sygnału jest oparta na poprzedzających próbkach sygnału wejściowego do urządzenia opóźniającego lub bufora. Drugie urządzenia filtrów mogą być podobnie połączone w sposób kaskadowy. W tym przypadku k-ty drugi filtrowany sygnał yk jest oparty na k-1 drugim filtrowanym sygnale yk-i.

W urzą dzeniu zgodnie z wynalazkiem, urządzenie opóźniające może mieć dowolne wymagane opóźnienie. Korzystnie opóźnienie jest takie, że sygnał bezpośrednio poprzedza sygnał odbierany w buforze, tzn., opóź nienie jest opóź nieniem pojedynczym.

Na fig. 3 przedstawiono sieć działań sposobu filtracji odwrotnej zgodnie z wynalazkiem. W etaΛ pach I-VI odebrana jest próbka wejścia x(n) i generowana jest pierwsza filtrowana próbka χ (n). Po Λ etapie VI, pierwsza filtrowana próbka χ (n) i próbka wejścia x(n) są połączone, przez co otrzymana jest próbka resztkowa r (n) w pierwszym etapie sprzęgania VII. W przedstawionym przykładzie, sprzęganie w etapie VII jest realizowane jako odejmowanie, ale jest możliwe przeprowadzenie innej operacji, jeżeli tylko uzyskiwany jest sygnał resztkowy, który jest miarą podobieństwa miedzy sygnałem wejściowym i sygnałem filtrowanym. Następnie odbierana jest następna próbka wejścia i ponownie wykonane są etapy I-VII.

Λ

Generowanie pierwszej filtrowanej próbki χ (n) w etapach I-VI rozpoczyna się w etapie I.

W etapie zapami ę tywania I, odbiera się próbkę wejś cia x(n) i zapamię tuje się próbkę wejścia x(n) w buforze. W etapie II odzyskuje się poprzedzając ą próbkę wejścia u(n) z bufora. W tym przykł adzie poprzedzająca próbka wejścia u(n) jest bezpośrednio poprzedzającą próbką wejścia. Możliwe jest również użycie jednej lub więcej próbek poprzedzających. Zastosowanie tylko bezpośrednio poprzedzającej próbki zapewnia bufor najmniejszy jak to jest tylko możliwie. W etapie III dopasowuje się wartość licznika k do następnej wartości k+1. Po etapie III, wykonuje się drugi etap filtrowania IV. W drugim etapie filtrowania IV wykonuje się sposób filtracji na poprzedzającej próbce wejścia u(n), co daje drugą filtrowaną próbkę yn(n). W etapie V porównuje się wartość licznika k z pewną założoną wartością K, które to K wskazuje całkowitą liczbę etapów filtracji, które mają być wykonywane. Jeżeli wartość licznika k nie odpowiada określonej z góry liczbie K, ponownie wykonywane są etapy II-V. Jeżeli wartość licznika k odpowiada określonej z góry liczbie K, drugie filtrowane sygnały y1(n), y2(n), ...,yk(n) są łączone z pewnymi współczynnikami wagowymi ακ w drugim etapie sprzęgania, w którym uzyskuje

Λ się pierwszą filtrowaną próbkę χ (n).

Na fig. 4 przedstawiono sieć działań przykładu sposobu filtracji syntetycznej zgodnie z wynalazkiem. Sposób filtracji syntetycznej przedstawiony za pomocą sieci działań z fig. 4 może być na przykład realizowany przez urządzenie filtru syntetycznego z fig. 2.

W etapie II próbka u(n) jest odzyskana z bufora. Próbka u(n) jest poprzedzają c ą próbką wyjś cia x(n-1). W etapie III, wartość licznika k jest dostosowana do następnej wartości k+1. Po etapie III wykonywany jest drugi etap filtracji IV. W drugim etapie filtracji realizowany jest sposób filtracji z funkcją przenoszenia Hk(z) na próbce u(n), dając w wyniku drugą filtrowaną próbkę yk(n). W etapie V wartość licznika k jest porównana z pewną założoną liczbą K, wskazującą całkowitą liczbę drugich etapów

PL 207 098 B1 filtracji, które mają być przeprowadzone. Jeżeli wartość licznika nie odpowiada założonej wartości K, ponownie przeprowadzone są etapy II-V. Jeżeli wartość licznika k odpowiada założonej wartości K, drugie filtrowane próbki y₁(n), y₂(n), ...,y_k(n) są łączone z pewnym współczynnikiem wagowym a_k

Λ w drugim etapie łączenia VI, dzięki czemu otrzymuje się pierwszą próbkowaną próbkę χ (n). W pierwΛ szym etapie łączenia VII próbka wejścia r(n) jest łączona z pierwszą filtrowaną próbką χ (n) dzięki czemu otrzymuje się próbkę wyjścia. Następnie próbka wyjścia x(n) jest zapamiętana w buforze i procedura zostaje powtórzona. W sposobie lub urządzeniu zgodnie z wynalazkiem, drugie etapy filtracji lub drugie urządzenia filtrów mogą być dowolnego typu dla szczególnej implementacji, pod warunkiem że są one stabilne i przyczynowe. Ponadto, sposób lub urządzenie zgodnie z wynalazkiem może oprócz przynajmniej jednego filtru zawierać jedno lub więcej opóźnień lub bezpośrednie zasilanie.

Drugie etapy filtracji lub urządzenie filtru mogą być, na przykład, etapami filtracji lub urządzeniami filtracji rekurencyjnymi lub nieskończonej odpowiedzi impulsowej IIR (Infinite Impulse Response). W sposobie IIR używa się również opóźnionych i/albo ważonych próbek sygnału wyjściowego, do otrzymania sygnału wyjścia. Ponadto przynajmniej drugie urządzenie filtru może być urządzeniem filtru nieliniowego.

Druga filtracja lub urządzenie filtru może być inspirowane psychoakustycznie, tzn. ma rozdzielczość czasowo-częstotliwościową porównywalną z ludzkim układem słuchowych. Na przykład, druga filtracja, lub generowanie przynajmniej jednego drugiego filtrowanego sygnału, może być filtracją wszechprzepustową z funkcją przejścia:

z^-1 -λ*

- z^-1λ k-1 (1) w którym to równaniu (1) z^-1 reprezentuje urządzenie opóźniające, k reprezentuje liczbę drugich etapów filtracji, która jest liczbą dodatnią między 1 i K, K reprezentuje całkowitą liczbę drugich filtrów lub etapów filtracji, a X reprezentuje stałą mającą wartość bezwzględną między zerem i jednością. Parametr X może być na przykład tak wybrany, że filtr ma rozdzielczość czasowo-częstotliwościową porównywalną z ludzkim układem słuchowym.

Ponadto, psychoakustycznie inspirowana filtracja może być filtracją Laguerre z funkcją przenoszenia Hk(z) opisaną za pomocą algorytmu matematycznego

Hk(z)=

1-z^-1 λ z^-1 -λ*

1-z^-1 λ k-1 (2)

W równaniu (2), k reprezentuje liczbę rekurencyjnych etapów filtracji, z^-1 reprezentuje urządzenie opóźniające, a λ jest parametrem mającym wartość bezwzględną między zerem i jednością.

Możliwa jest również implementacja drugiej filtracji jako filtracji Kautza, z funkcją przenoszenia Hk (z) opisaną za pomocą algorytmu matematycznego:

Hk(z)=

1- z λ m=1 _z ^-1 _{- λ} ^* ^{z z}-m ^{1-z 1} '-m (3) w równaniu (3), k reprezentuje liczbę rekurencyjnych etapów filtracji, z^-1 reprezentuje urządzenie opóźniające, a X_m jest parametrem mającym wartość bezwzględną między zerem i jednością, a λ*_π jest wartością zespoloną sprzężoną z λ_π.

Drugą filtracją może być również filtracja typu Gamma-ton, lub cyfrowy analog banku filtru Gamma-ton, jak to zostało na przykład opisane w artykule T. Irino ze współautorami „Zależny od poziomu filtr słuchowy w dziedzinie czasu, „A time domain, level dependent auditory filter, J., Acoust. Soc. Am., 101: 412-419, 1997. Ogólnie filtry Gamma-ton są filtrami ciągłymi w czasie, mającymi odpowiedź impulsową hk określoną jako h_k(t) = t^e^cosfakt + ψκ) (4)

PL 207 098 B1 gdzie parametry są dopasowane zgodnie z odpowiednimi danymi psychoakustycznymi. W powyższym równaniu reprezentuje statystyczny rozkład Gamma, ω_κ reprezentuje częstotliwość lub ton członu kosinusowego, t czas, a φ_κ fazę.

Po drugiej filtracji musi być przeprowadzone pewne dodatkowe przetwarzanie, takie jak działanie macierzowe. Łączna funkcja przenoszenia filtracji i operacji macierzowej może być następnie reprezentowana przez algorytm matematyczny:

Hk(z) = Σ^Α^ω (5) w którym to algorytmie Hk(z) reprezentuje łączną funkcję przenoszenia drugich filtrów i macierzy, k reprezentuje liczbę etapów filtracji, Ckn reprezentuje wartość element macierzy w położeniu k, n macierzy, Gn(z) reprezentuje funkcję przenoszenia drugiego filtru n. W równaniu (5), filtry Gn(z) mogą być na przykład filtrami Laguerre'a określonymi w równaniu (2), lub filtrami Kautza określonymi w równaniu (3).

Na przykład drugie filtrowane sygnały y1, y2, ...,yk mogą być mnożone przez macierz Fourier'a. W tym przypadku wartości Ckn równania (5) mogą być wybrane jako:

Ckn = w(n)eⁱ²n^(n-1)(l-1)/K (6) w powyższym równaniu (6), w reprezentuje pewną funkcję wagową, i reprezentuje pierwiastek kwadratowy z -1, K reprezentuje liczbę sekcji drugich filtrów.

Urządzenie filtru i sposób filtracji zgodnie z wynalazkiem mogą być wykorzystane w zastosowaniach dotyczących kompresji danych, jak na przykład liniowe kodowanie predykcyjne. Na przykład, w systemie kodowania zawierającym urządzenie kodera i urządzenie dekodera komunikacyjnie połączone z urządzeniem kodera, urządzenie kodera może zawierać urządzenie filtru odwrotnego zgodnie z wynalazkiem, a urządzenie dekodera może zawierać urządzenie filtru syntetycznego zgodnie z wynalazkiem.

W filtrze predykcyjnym, albo koderem lub dekoderem predykcyjnym, współczynniki predykcji α1, a₂, ...,a_k mogą być otrzymane z wykorzystaniem następującej procedury. W przedstawionym przykładzie, współczynniki predykcji są zależne od sygnałów występujących w filtrze. Na przykład, współczynnik predykcji może być oparty na pewnej procedurze optymalizacji (uzyskanych) próbek lub sygnałów, takiej jak minimalizacja średniego błędu kwadratowego.

Dla określenia ak w chwili czasu n, wybrany jest kawałek sygnału wejścia x wokół n, na przykład segment x(t) dla t = {n-M1, n-M1 + 1, ..., n+M2}, gdzie M1, M2 > K. Następnie segment x(t) jest okienkowany (np. za pomocą okna Hanninga) do okienkowanego segmentu s.

Okienkowany segment s może być następnie adoptowany do nowego segmentu s. Na przykład, do sygnału mogą być dołączone zera, pewna mała ilość szumu może być dodana do sygnału dla przeciwdziałania problemom numerycznym związanym z odwracaniem macierzy (wykonanym w etapie późniejszym), lub segment sygnału s może być transformowany do innego segmentu. Może to być na przykład zrobione dla uzyskania relewantnego sygnału psychoakustycznego. W tym przypadku maskowane wartości graniczne mogą być obliczone z segmentu s, a odwrotna transformata Fouriera mogłaby być zastosowana do maskowanych wartości granicznych, dla uzyskania odpowiadającego sygnału czasu.

Opcjonalnie adaptowany lub modyfikowany sygnał s jest następnie przetwarzany z zastosowaniem sposobu filtracji lub urządzenia filtru zgodnie z wynalazkiem i uzyskiwane są drugie filtrowane sygnały yk. Współczynniki predykcji a1, a2, ...,ak są następnie wyznaczane przez rozwiązanie równania:

Qa = P (7)

W równaniu (7) a jest wektorem zawierającym współczynniki predykcji a = [a1, a2, ...,ak]', Q jest macierzą, a P jest wektorem, które są określone jako

Q_k,l = Σnγι (n)y*k (8)

Pk = ΣnS^l (n)y*k

W równaniu (8) k oraz 1 są równe lub większe od jedności, ale mniejsze lub równe K, a gwiazdka * oznacza sprzężenie w dziedzinie zespolonej. Aby zapobiegać problemom numerycznym związaPL 207 098 B1 nym z odwracaniem macierzy, wymaganym do określenia α, mogą być zastosowane znane techniki regularyzacji, jak na przykład dodanie małej macierzy przesunięcia εΐ do macierzy Q przed jej odwracaniem, gdzie ε reprezentuje małą liczbę, a I jest macierzą jednostkową. Określenie współczynników predykcji może być dokonane dla każdej chwili czasu n. W praktyce jednak współczynniki mogą być określane w regularnych odstępach czasu. Za pomocą technik interpolacyjnych, współczynniki predykcji mogą być następnie określane dla innych chwil czasu.

Ponadto, sposób filtracji zgodnie z wynalazkiem może być zastosowany w sposobie adaptacyjnej różnicowej modulacji kodowo-impulsowej ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation). Podobnie urządzenie filtracji zgodnie z wynalazkiem może być zastosowane w ogólnie znanym urządzeniu ADPCM, opisanym na przykład przez K. Sayood'a w „Kompresji danych - wprowadzenie (Introduction to Data compression), wyd. 2, Morgan Kaufmann 2000, rozdział 10.5.

Ponadto, urządzenie filtru, lub sposób filtracji zgodnie z wynalazkiem mogą być zastosowane w kodowaniu albo filtracji mowy lub audio.

Urządzenia filtracji zgodnie z wynalazkiem mogą być zastosowane w różnych urządzeniach, na przykład w urządzeniu przesyłania danych 20, jak radionadajnik lub serwer sieci komputerowej, które zawiera środki do odbioru sygnału wejściowego 21 i środki do nadawania 22 do nadawania sygnału kodowanego, na przykład antenę, które to urządzenie przesyłania danych jest wyposażone w urządzenie kodera predykcyjnego 1 zgodnie z wynalazkiem, połączone ze środkami do odbioru sygnału wejściowego 21 i środkami do nadawania 22, jak to pokazano na fig. 5. Urządzenie takie może nadawać dużą liczbę danych z wykorzystaniem małej szerokości pasma, ponieważ w procesie kodowania dane są kompresowane.

Równie możliwe jest zastosowanie urządzenia kodowania predykcyjnego 1 zgodnie z wynalazkiem w urządzeniu pamięci danych 30, jak wypalarka SACD, wypalarka DVD, lub urządzenie do zapisywania Mini Dysków, dla zapamiętywania danych na urządzeniu kontenera danych 31, jak SACD, DVD, CD lub twardy dysk komputera. Takie urządzenie 30 zawiera środki chwytające 32 dla urządzenia magazynowania danych 31, środki zapisujące 33 do zapisywania w urządzeniu magazynowania danych 31, środki odbierające sygnał wejściowy 34, na przykład mikrofon i urządzenie kodowania predykcyjnego 1 zgodne z wynalazkiem, które jest połączone ze środkami odbierającymi sygnał wejściowy 34 i środkami zapisującymi 33, jak to pokazano na fig. 6. Urządzenie do zapamiętywania danych 30 może zapamiętać więcej danych w urządzeniu magazynowania danych 31, gdy jednocześnie unika się wad znanych urządzeń do zapamiętywania danych.

Równie możliwe jest opracowanie urządzenia przetwarzania danych 40 zawierającego środki odbierające sygnał wejściowy 41, jak odtwarzacz DVD-ROM i środki przetwarzania danych 42 z urządzeniem dekodera 11 do predykcyjnie kodowanych sygnałów zgodnie z wynalazkiem, jak to pokazano na fig. 7. Urządzenie przetwarzania danych 40 może być komputerem lub dekoderem telewizyjnym (set-top box).

Możliwe jest również opracowanie urządzenia audio 50, jak domowego odtwarzacza stereo lub odtwarzacza wielokanałowego, zawierającego środki wejściowe danych 51, jak odtwarzacz audio CD, oraz środki wejściowe audio 52, jak głośnik, z urządzeniem dekodera 11 dla sygnałów kodowanych predykcyjnie zgodnego z wynalazkiem, jak to pokazano na fig. 8. Podobnie, urządzenie zapisu audio 60, jak pokazano na fig. 9, zawierające środki wejściowe audio 61, jak mikrofon, oraz środki wyjściowe danych 62, może być wyposażone w urządzenie kodera predykcyjnego 11, co umożliwia zapisywanie większej ilości danych, przy używaniu tej samej ilości przestrzeni pamięci danych.

Ponadto wynalazek może być zastosowany do danych zapamiętanych w urządzeniu do przechowywania danych jak dysk elastyczny przedstawiony na fig. 10, urządzeniem do przechowywania danych może być również uniwersalny dysk wideo DVD, lub super audio CD, samo, lub jako płyta matka albo matryca do produkcji takich DVD lub SACD.

Wynalazek nie jest ograniczony do implementacji w ujawnionych przykładach urządzeń, ale może podobnie być zastosowany w innych urządzeniach. Ponadto, urządzenia mogą być fizycznie rozłożone w kilku przyrządach, gdy są w tym samym czasie logicznie traktowane jako pojedyncze urządzenie. Podobnie, urządzenia traktowane logicznie jako oddzielne urządzenia mogą być zintegrowane w jednym urządzeniu fizycznym. Na przykład, bufor lub urządzenie opóźniające może być fizycznie zintegrowane w drugich urządzeniach filtrów, chociaż może być logicznie widziany jako oddzielne urządzenie, na przykład przez implementację w każdym drugim urządzeniu filtru 132 na fig. 1 urządzenia opóźniającego. Poza tym, urządzenie filtru odwrotnego lub syntetycznego może być implementowane jako pojedynczy układ scalony.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób filtracji odwrotnej obejmujący przynajmniej etapy, w których

Λ generuje się (I-VI) próbki pierwszego sygnału filtrowanego ( χ (n)) w oparciu o próbkę sygnału wejściowego (x(n)) i

Λ odejmuje się (VII) próbki pierwszego sygnału filtrowanego ( χ (n)) od próbki sygnału wejściowego (x(n)) dla uzyskania próbki sygnału resztkowego (r(n)), znamienny tym, że etap w którym generuje się (I-VI) próbki pierwszego sygnału filtrowanego obejmuje etapy, w których uzyskuje się przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał, przy czym etap ten obejmuje kolejne etapy, w których przechowuje się (I) w buforze próbkę pierwszego sygnału odpowiadającą próbce sygnału wejściowego;

odbiera się (II) z bufora próbkę sygnału opóźnionego (u(n));

generuje się (III-V) przyczynowo i stabilnie, przynajmniej jedną próbkę drugiego sygnału filtrowanego (y(n)), przy czym etap ten obejmuje nie tylko wprowadzenie opóźnienia;

wzmacnia się przynajmniej jedną próbkę sygnału ze współczynnikiem wzmocnienia (a_k), który to współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od czasu lub sygnału;

sposób ponadto obejmuje etap, w którym otrzymuje się (VI) pierwszy filtrowany sygnał w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i filtrowany sygnał.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przechowywanie w buforze próbki pierwszego sygnału odnoszącego się do próbki sygnału wejściowego i odbieranie z bufora próbki sygnału opóźnionego przeprowadza się przed generowaniem przynajmniej jednego drugiego filtrowanego sygnału, przy czym pierwszy sygnał jest sygnałem wejściowym, a przynajmniej jeden drugi filtrowany sygnał generuje się na podstawie sygnału opóźnionego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przechowywanie w buforze próbki pierwszego sygnału odnoszącego się do próbki sygnału wejściowego i odbieranie z bufora próbki sygnału opóźnionego przeprowadza się po wygenerowaniu przynajmniej jednego drugiego filtrowanego sygnału, przy czym pierwszy sygnał jest sygnałem wejściowym, a przynajmniej jeden drugi filtrowany sygnał generuje się na podstawie sygnału opóźnionego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że próbka sygnału opóźnionego bezpośrednio poprzedza próbkę pierwszego sygnału.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że generowanie próbki pierwszego sygnału filtrowanego obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji nieliniowej.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że generowanie próbki przynajmniej jednego drugiego sygnału obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji rekurencyjnej.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że generowanie drugiego sygnału filtrowanego ma rozdzielczość czasowo-częstotliwościową porównywalną z ludzkim układem słuchowym.
8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego filtrowanego sygnału obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji wszechprzepustowej.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego sygnału filtrowanego zawiera przynajmniej jeden etap filtracji Laguerre'a.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego sygnału filtrowanego obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji Kautz'a.
11. Sposób według zastrz. 1 albo 10, znamienny tym, że generowanie przynajmniej jednego drugiego sygnału filtrowanego obejmuje przynajmniej jeden etap filtracji Gamma-ton.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wzmocnienie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnału zawiera mnożenie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnału przez współczynnik predykcji, który to współczynnik predykcji jest uzyskany zgodnie ze sposobem filtracji predykcyjnej.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wzmocnienie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnału zawiera mnożenie przynajmniej jednej próbki drugiego filtrowanego sygnaPL 207 098 B1 łu przez współczynnik predykcji, który to współczynnik predykcji jest uzyskany zgodnie ze sposobem adaptacyjnej modulacji kodowo-impulsowej.
14. Sposób filtracji syntetycznej obejmujący etapy, w których dodaje się (VIII) próbkę pierwszeΛ go sygnału filtrowanego ( χ (n)) do próbki sygnału wejściowego (r(n)) uzyskując próbkę sygnału wyjściowego (x(n));

Λ generuje się (I-VI) próbkę pierwszego sygnału filtrowanego ( χ (n)) na podstawie próbki sygnału wyjściowego (r(n)), znamienny tym, że uzyskuje się przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał, przy czym etap ten obejmuje kolejne etapy, w których przechowuje się (I) w buforze próbkę pierwszego sygnału odpowiadającą próbce sygnału wejściowego;

odbiera się (II) z bufora próbkę sygnału opóźnionego (u(n));

generuje się (III-V) przyczynowo i stabilnie, przynajmniej jedną próbkę drugiego sygnału filtrowanego (yk(n)), przy czym etap ten obejmuje nie tylko wprowadzenie opóźnienia;

wzmacnia się przynajmniej jedną próbkę sygnału ze współczynnikiem wzmocnienia (a_k), który to współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od czasu lub sygnału;

sposób ponadto obejmuje etap, w którym

Λ otrzymuje się (VI) próbkę (χ (n)) pierwszego sygnału filtrowanego w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i filtrowany sygnał.
15. Urządzenie filtru odwrotnego zawierające port wejściowy (11) odbierający sygnał wejściowy (x(n));

pierwsze urządzenie sprzęgające (12) połączone z portem wejściowym, obliczające sygnał

Λ resztkowy (r(n)) przez odjęcie próbki pierwszego sygnału filtrowanego ( χ (n)) od próbki sygnału wejściowego (x(n));

strukturę filtru (13) połączoną z portem wejściowym oraz z urządzeniem sprzęgającym, do geΛ nerowania pierwszego sygnału filtrowanego (χ (n)) na podstawie sygnału wejściowego (x(n)) i doproΛ wadzająca pierwszy sygnał filtrowany (χ (n))) do pierwszego urządzenia sprzęgającego; urządzenie filtru odwrotnego zawiera także port wyjściowy (14) połączony z pierwszym urządzeniem sprzęgającym do odprowadzania sygnału resztkowego (r(n)), znamienne tym, że struktura filtru (13) generująca przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał, zawiera urządzenie pamięci (131) do przechowywania pierwszego sygnału i odprowadzania sygnału opóźnionego (u(n));

przynajmniej jedno przyczynowe i stabilne drugie urządzenie filtrujące (130, 132), przy czym drugie urządzenie filtrujące zawiera nie tylko elementy opóźniające, i jest połączone komunikacyjnie z urządzeniem pamięci, pierwszym urządzeniem sprzęgającym, generując przynajmniej jeden drugi sygnał filtrowany (yk(n)) na podstawie sygnału wejściowego;

przynajmniej jedno urządzenie wzmacniające (133) o współczynniku wzmocnienia (a_k), przy czym współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od czasu lub sygnału;

ponadto struktura filtru zawiera

Λ drugie urządzenie sprzęgające (134) generujące pierwszy sygnał filtrowany (χ (n)) w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał.
16. Urządzenie filtru syntezy zawierające port wejściowy (21) odbierający sygnał wejściowy (r(n));

pierwsze urządzenie sprzęgające (22) połączone z portem wejściowym, obliczające sygnał wyjściowy (x(n)) przez dodanie sygnału wejściowego (r(n)) i pierwszego sygnału filtrowanego

Λ (χ (n)); przy czym

PL 207 098 B1 urządzenie filtrujące ponadto zawiera port wyjściowy (24) odprowadzający sygnał wyjściowy (x(n)) połączony z pierwszym urządzeniem sprzęgającym; oraz strukturę filtru (23) połączoną z portem wyjściowym oraz z pierwszym urządzeniem sprzęgająΛ cym, do generowania pierwszego sygnału filtrowanego ( χ (n)) na podstawie sygnału wyjściowego

Λ (x(n)) i doprowadzającą pierwszy sygnał filtrowany ( χ (n)) do pierwszego urządzenia sprzęgającego;

znamienne tym, że struktura filtru generująca przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał, zawiera urządzenie pamięci (231) do przechowywania pierwszego sygnału i odprowadzania sygnału opóźnionego (u(n));

przynajmniej jedno przyczynowe i stabilne drugie urządzenie filtrujące (230, 232), przy czym drugie urządzenie filtrujące zawiera nie tylko elementy opóźniające, i jest połączone komunikacyjnie z urządzeniem pamięci, pierwszym urządzeniem sprzęgającym, generując przynajmniej jeden drugi sygnał filtrowany (yk(n)) na podstawie sygnału wyjściowego (x(n));

przynajmniej jedno urządzenie wzmacniające (233) o współczynniku wzmocnienia (ακ), przy czym współczynnik wzmocnienia jest przynajmniej zależny od czasu lub sygnału;

ponadto struktura filtru zawiera

Λ drugie urządzenie sprzęgające (234) generujące pierwszy sygnał filtrowany (χ (n)) w oparciu o przynajmniej jeden opóźniony, wzmocniony i odfiltrowany sygnał.