CN109361377B - 滤波器的滤波方法、装置、滤波器及存储介质 - Google Patents

滤波器的滤波方法、装置、滤波器及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滤波器的滤波方法、装置、滤波器及存储介质，所述方法包括：获取时钟输入信号和时钟输出信号并进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系；在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子；并根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号。本发明通过获取所述时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，在所述相位关系满足预设条件时，从而可得到精确的小数偏差因子，根据所述小数偏差因子实现对采样输入信号的调整，得到平滑的采样输出信号，在对输入数据进行采样时，可得到更多的采样输出数据，从而实现高动态范围的数据采样。

Description

滤波器的滤波方法、装置、滤波器及存储介质
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种滤波器的滤波方法、装置、滤波器及存储介质。
背景技术
在现有技术中，专利201110208518“一种通用的速率下变换、上变换装置及方法”，提到了一种通用的速率下变换装置，主要提及了先进行内插滤波，然后再进行抽取的功能，但却没有提及如何才能确保farrow滤波器高的动态范围，专利201110325742.8“基于逻辑电路的farrow滤波器及其实现方法”，也同样未确保farrow滤波器高的动态范围的方法，专利201210072562提到了一种分数延迟数字滤波器的滤波结构，但同样也未确保farrow滤波器高的动态范围的实现方法，并且farrow滤波器一般可以实现60db的一个动态范围，在要求高动态语音等场合则不能满足要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种滤波器的滤波方法、装置、滤波器及存储介质，旨在实现高动态范围的滤波。
为实现上述目的，本发明提供一种滤波器的滤波方法，所述滤波器的滤波方法包括以下步骤：
获取farrow滤波器输入的时钟输入信号和时钟输出信号；
将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系；
在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子；
获取所述farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号。
优选地，所述将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系，包括：
获取所述时钟输入信号和时钟输出信号的比例值，根据所述比例值与所述时钟输出信号得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的单位精度值；
根据所述单位精度值得到所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系。
优选地，所述根据所述单位精度值得到所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系之前，所述方法还包括：
根据所述单位精度值计算出所述时钟输出信号左右对齐所述时钟输入信号的调整单位精度，通过快时钟信号得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的相位关系，所述快时钟的时钟周期不大于所述调整单位精度。
优选地，所述在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子，包括：
在所述相位关系满足预设条件时，获取所述时钟输入信号的采样输入时钟周期与所述时钟输入信号的采样输出时钟周期；
在所述采样输入时钟周期大于所述采样输出时钟周期时，获取数据输入序列，将所述输入数据序列和所述相位关系放入第一预设公式进行计算，得到数据输出序列，并将所述数据输入序列、所述相位关系以及所述数据输出序列放入第二预设公式进行计算，得到所述小数偏差因子；
在所述采样输入时钟周期小于所述采样输出时钟周期时，获取数据输入序列，将所述输入数据序列和所述相位关系放入第三预设公式进行计算，得到数据输出序列，并将所述数据输入序列、所述相位关系以及所述数据输出序列放入第四预设公式进行计算，得到所述小数偏差因子；
其中，所述第一预设公式为：
mk＝int[k*To/Ti]；
所述k表示所述数据输入序列，To/Ti表示所述相位关系，mk表
示所述数据输出序列；
其中，所述第二预设公式为：
μ＝k*To/Ti-mk；
所述μ表示所述小数偏差因子；
所述第三预设公式为：
mk＝int[k*Ti/To]，Ti/To表示所述相位关系；
所述第四预设公式为：
μ＝k*Ti/To-mk。
优选地，所述获取获取farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号，包括：
获取farrow滤波器输入的采样输入信号，提取所述采样输入信号中序列的序号标识，根据所述序列的序号标识、所述数据输入序列以及所述小数偏差因子通过第五预设公式的插值算法对所述采样输入信号进行插值，得到插值后的采样输出信号；
其中，所述第五预设公式为：
Figure BDA0001831863720000031
所述P(n)表示所述采样输出信号，所述n表示当前farrow滤波器输入序列的序号标识。
优选地，所述在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子之后，所述方法还包括:
获取重置信号，根据所述重置信号将所述数据输入序列重置为初始状态。
优选地，所述获取时钟输入信号和时钟输出信号，包括:
接收所述farrow滤波器同一时钟源发送的时钟信号，获取接口信息，根据所述接口信息获取所述时钟输入信号和时钟输出信号。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种滤波器的滤波装置，其特征在于，所述滤波器的滤波装置包括：
获取模块，用于获取farrow滤波器输入的时钟输入信号和时钟输出信号；
比较模块，用于将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系；
确定模块，用于在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子；
过滤模块，用于获取所述farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的滤波器的滤波程序，所述滤波器的滤波程配置为实现如上文所述的滤波器的滤波方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有滤波器的滤波程序，所述滤波器的滤波程序被处理器执行时实现如上文所述的滤波器的滤波方法的步骤。
本发明提出的滤波器的滤波方法，通过获取时钟输入信号与时钟输出信号，将所述时钟输入信号与时钟输出信号进行比较，获取所述时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，在所述相位关系满足预设条件时，从而可得到精确的小数偏差因子，根据所述小数偏差因子实现对采样输入信号的调整，得到平滑的采样输出信号，在通过farrow滤波器对输入数据进行采样时，可得到更多的采样输出数据，从而实现高动态范围的数据采样。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的滤波器结构示意图；
图2为本发明滤波器的滤波方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明滤波器的结构示意图；
图4为时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系坐标图；
图5为本发明滤波器的滤波方法第二实施例的流程示意图；
图6为本发明时钟输入信号与时钟输出信号中对齐分辨率的统计表；
图7为本发明时钟输入信号与时钟输出信号的左右对齐相位关系的示意图；
图8为本发明滤波器的滤波方法第三实施例的流程示意图；
图9为滤波器的滤波原理示意图；
图10为本发明滤波器进行插值的统计表；
图11为本发明滤波器的滤波装置第一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的滤波器结构示意图。
如图1所示，该滤波器可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如按键，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的滤波器结构并不构成对滤波器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及滤波器的滤波程序。
在图1所示的滤波器中，网络接口1004主要用于连接外网，与其他网络滤波器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户滤波器，与滤波器进行数据通信；本发明滤波器通过处理器1001调用存储器1005中存储的滤波器的滤波程序，并执行本发明实施例提供的滤波器的滤波的实施方法。
基于上述硬件结构，提出本发明滤波器的滤波方法实施例。
参照图2，图2为本发明滤波器的滤波方法第一实施例的流程示意图。
在第一实施例中，所述滤波器的滤波方法包括以下步骤：
步骤S10，获取farrow滤波器输入的时钟输入信号和时钟输出信号。
需要说明的是，采样速率转换主要使用两种方法：一种是通过数模转换器重构信号，再采样，从而实现采样速率的转换；另一种是利用数字滤波器直接进行采样转换，例如farrow滤波器，直接通过数字信号实现采样速率的转换。
可以理解的是，在进行数据采样时，主要通过时钟信号实现对数据信号的采样，在本实施例中，所述farrow滤波器包括三个输入，如图3所示，主要包括时钟信号识别模块、小数偏差因子产生模块以及farrow内核模块，其中，所述时钟信号识别模块用于时钟输入信号和时钟输出信号，对所述时钟输入信号和时钟输出信号的相位关系进行识别，寻找时钟输入信号和时钟输出信号最接近的点，从而保证在插值时产生准确的小数偏差因子，这也是实现高动态范围的基础。
步骤S20，将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系。
需要说明的是，所述相位关系为时钟输入信号和时钟输出信号在对应的采样周期内的位置信息，例如以输入采样率为46.875k，输出采样率为48k为例，则时钟输入信号与时钟输出信号的频率比为125：128，如图4所示，o表示时钟输入信号的出现点，□表示时钟输出信号的出现点，从这个图，我们可以看到每四个时钟输出信号的点就会出现一次时钟输入信号和时钟输出信号相位最接近的点。从这个点开始得到其余的时钟点的相位关系，也是输入数据和输出数据的相位关系点，由此在进行例如拉格朗日等算法进行插值的时候才能有准确的小数偏差因子，从而实现高动态范围的滤波。
可以理解的是，在本实施例中以输入采样率为46.875k，输出采样率为48k为例，得到时钟输入信号和时钟输出信号之间的频率比为125/128，还可实现输入采样率为48k，输出采样率为44.1k，即得到时钟输入信号和时钟输出信号之间的周期比为147/160，时钟输入信号和时钟输出信号之间的频率比为160/147，从而实现各种输入数据信号的转换，提高farrow滤波器的性能。
步骤S30，在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子。
在本实施例中，所述预设条件为时钟输入信号与时钟输出信号最相近的点，通过获取时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，从而查找出时钟输入信号与时钟输出信号最相近的点，在出现最相近的点时，小数偏差因子产生模块产生准确的小数偏差因子，从而确保内插滤波器的内插系数的准确性。
需要说明的是，在本实施例中，所述小数偏差因子用μ表示，所述μ还可表示为分数间隔，通过farrow滤波器的插值方式实现虚拟的数模变化和模拟滤波器，通过时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系得到虚拟内插滤波器的基本指针，在这种情况下，将时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系减去所述基本指针，从而可得到小数偏差因子，实现虚拟内插滤波器通过插值的方式对输入数据信号进行采样率的转换。
步骤S40，获取所述farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号。
需要说明的是，所述采样输入信号为输入信号的采样率，由于通过farrow滤波器为不同采样率的时钟信号，在这种情况下，需要将采样输入信号转换为符合实际需求的输出采样信号，例如输入采样率为46.875k，输出采样率为48k，即实现125到128采集率或者48k到44.1k采样率。
在本实施例中，由于通过获取时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，从而查找出时钟输入信号与时钟输出信号最相近的点，在出现最相近的点时，输出脉冲信号使小数偏差因子产生模块产生小数偏差因子，通过准确的小数偏差因子实现对数据输入信号的过滤，从而达到高动态范围的数据输出信号。
本实施例通过上述方案，通过获取时钟输入信号与时钟输出信号，将所述时钟输入信号与时钟输出信号进行比较，获取所述时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，在所述相位关系满足预设条件时，可得到精确的小数偏差因子，根据所述小数偏差因子实现对采样输入信号的调整，得到平滑的采样输出信号，在通过farrow滤波器对输入数据进行采样时，可得到更多的采样输出数据，从而实现高动态范围的数据采样。
进一步地，如图5所示，基于第一实施例提出本发明滤波器的滤波方法第二实施例，在本实施例中，所述步骤S20，包括：
步骤S201，获取所述时钟输入信号和时钟输出信号的比例值，根据所述比例值与所述时钟输出信号得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的单位精度值。
在本实施例中，以时钟输入信号为46.875k，时钟输出信号为48k为了进行说明，时钟输入信号和时钟输出信号的频率比为125/128，因此，对于时钟输出信号来说，通过细分到1/128，才可以准确的得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的相位关系，另外将时钟输入信号为187.5k转换为时钟输出信号为192k时，时钟输入信号和时钟输出信号的比例关系是125/128，因此，对于时钟输出信号来说，通过细分到1/128，还可进行更高的细分度，本实施例对此不作限制，从而可以准确的得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的相位关系。
需要说明的是，在本实施例中，所述单位精度值等于最小分辨频率的时间周期，表明将时钟输入信号对齐时钟输出信号的最小分辨频率，通过满足最小分辨频率，并将最小分辨频率去连接到时钟对齐模块，从而得到效果较佳的对齐效果，例如对于时钟输入信号48k，时钟输出信号为44.1k时，时钟输入信号和时钟输出信号的频率比是160/147，得到最小分辨频率为44.1*2*160或者48*2*147。对于时钟输入信号为46.875k，时钟输出信号为48k时，时钟输入信号和时钟输出信号的频率比是125/128，得到最小分辨频率为46.875*2*128或者48*2*125，从而可得到效果较佳的对齐效果。
如图6所示，通过输入快时钟信号，在时钟输入信号为46.875k，时钟输出信号为48k时，时钟输入信号和时钟输出信号的频率比是125/128，并求取最小分辨频率为46.875*128*2＝12M或者48*125*2＝12M，得到时钟输入信号为46.875k，时钟输出信号为48k的时钟对齐信息，在时钟输入信号为187.5k，时钟输出信号为192k时，时钟输入信号和时钟输出信号的频率比是125/128，从而的得到最小分辨频率为187.5*128*2＝48M或者192*125*2＝48M，其中，所述最小分辨频率可为最小对齐时钟，用来在时钟对齐模块里面作为两个快慢时钟的采样时钟。
可以理解的是，在时钟输入信号为48k，时钟输出信号为44.1k时，由于时钟输入信号和时钟输出信号的频率比是160/147，在这种情况下，由于时钟输入信号大于时钟输出信号，通过求取时钟输出信号和时钟输入信号的比例关系，从而可得到每个数据序列，扩展farrow滤波器的使用范围，从而达到提高farrow滤波器性能的目的。
需要说明的是，在本实施例中，获取预设时钟信号，根据所述预设时钟信号将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果获取所述时钟输入信号和时钟输出信号的比例值，所述预设时钟信号可为快时钟信号，通过一个快时钟，用来进行时钟输入信号和时钟输出信号的相位比较。例如这个快时钟是12M，如果输入时钟是46.875k，输出时钟是48k，那么所述时钟输入信号和时钟输出信号的频率比为125/128，对应最小分辨时钟为12M，对于输出时钟是48k，一个时钟输出信号时钟内就会有250个快时钟周期，即通过快时钟/输出时钟，12M/48k＝250，即快时钟与所述输出时钟的频率比值。
步骤S202，根据所述单位精度值得到所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系。
需要说明的是，因为两个时钟的相位关系可以看作，一个时钟固定，另外一个时钟左偏或者右偏，从而得到所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系。
进一步地，所述步骤S202，包括：
步骤S203，根据所述单位精度值计算出所述时钟输出信号左右对齐所述时钟输入信号的调整单位精度，通过快时钟信号得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的相位关系，所述快时钟的时钟周期不大于所述调整单位精度。
在本实施例中，对于46.875->48或者187.5k->192k,两个时钟的相位关系会不断的变化，但是在快时钟域可以看到，每隔128个时钟周期会呈现周期性。在慢时钟域可以看到，每隔125个时钟周期会呈现周期性，如图7所示，因为有可能是左偏或者右偏，因此时钟对齐模块需要检测左偏，也需要检测右偏，通过最小分辨频率用来在时钟对齐模块里面作为两个快慢时钟的采样时钟，所述最小分辨频率是对齐模块内的输入时钟信号和输出时钟信号的最小公倍数的二倍，其中，最小分辨频率用Fs表示，T表示最小分辨时钟周期，Fs＝1/T。
本实施例提供的方案，通过输入快时钟信号得到时钟输入信号与时钟输出信号的比例值，进而可得到时钟输出信号的单位精度值，从而可得到在单位精度值内检测到另一个时钟信号，实现对时钟输入信号与时钟输出信号的精确位置，提高对时钟输入信号与时钟输出信号更精确到检测。
进一步地，如图8所示，基于第一实施例或第二实施例提出本发明滤波器的滤波方法第三实施例，在本实施例中，基于第一实施例进行说明，所述步骤S30，包括：
步骤S301，在所述相位关系满足预设条件时，获取所述时钟输入信号的采样输入时钟周期与所述时钟输入信号的采样输出时钟周期。
步骤S302，在所述采样输入时钟周期大于所述采样输出时钟周期时，获取数据输入序列，将所述输入数据序列和所述相位关系放入第一预设公式进行计算，得到数据输出序列，并将所述数据输入序列、所述相位关系以及所述数据输出序列放入第二预设公式进行计算，得到所述小数偏差因子。
步骤S303，在所述采样输入时钟周期小于所述采样输出时钟周期时，获取数据输入序列，将所述输入数据序列和所述相位关系放入第三预设公式进行计算，得到数据输出序列，并将所述数据输入序列、所述相位关系以及所述数据输出序列放入第四预设公式进行计算，得到所述小数偏差因子。
其中，所述第一预设公式为：
mk＝int[k*To/Ti]；
所述k表示所述数据输入序列，To/Ti表示所述相位关系，mk表示所述数据输出序列；
其中，所述第二预设公式为：
μ＝k*To/Ti-mk；
所述μ表示所述小数偏差因子；
所述第三预设公式为：
mk＝int[k*Ti/To]，Ti/To表示所述相位关系；
所述第四预设公式为：
μ＝k*Ti/To-mk。
如图9所示，假设输入采样序列为x(m),内插滤波器为h(t),则在时钟输入信号域滤波器输出：
Figure BDA0001831863720000101
其中，Ti表示接收机的采样周期，y(t)表示信号值经过数模变换与模拟滤波器h(t)后的输出信号，M表示内插滤波器的数量；
在时刻t＝kTo重采样y(t)，则内插后的输出值为：
Figure BDA0001831863720000111
输出序列k，根据mk＝int[k*To/Ti]，μ＝k*To/Ti-mk，P＝int[k*To/Ti]-m，得到
Figure BDA0001831863720000112
其中p表示新采集的数据信号，由于，
Figure BDA0001831863720000113
即，
Figure BDA0001831863720000114
因此，
Figure BDA0001831863720000115
基于此公式，可以变换出多种形式的farrow滤波器，例如经典的farrow滤波器和transposed farrow滤波器等，对于fm(n,t)可以构造例如μk m，(2μk-1)m，(1-2μk)m等，在取M＝4-1,对于μk m，则有1、μk 1、μk 2以及μk 3，小数偏差因子产生模块可用来产生动态的μk 1,μk 2,μk 3。
如图10所示，在k为输入的采集序列，在时钟输出周期与时钟输入周期的比例值147/140时，k*To/Ti得到相应的0、147/160、147*2/160等，即相应的mk为0、0、1等，相应的μk为0、147/128、134/128等，在k＝12，13时，mk是相同的，因此，μk的计算必须是准确的，否则就会产生畸变，μk依赖于是否能准确找到两个时钟的最近的相位关系，在μk产生模块初始化到特定的值同时，慢时钟应该有2个或者两个以上的快时钟脉冲在两个慢时钟之内。
进一步地，所述步骤S40，包括：
步骤S401，获取farrow滤波器输入的采样输入信号，提取所述采样输入信号中序列的序号标识，根据所述序列的序号标识、所述数据输入序列以及所述小数偏差因子通过第五预设公式的插值算法对所述采样输入信号进行插值，得到插值后的采样输出信号。
其中，所述第五预设公式为：
Figure BDA0001831863720000121
所述P(n)表示所述采样输出信号，所述n表示当前farrow滤波器输入序列的序号标识。
需要说明的是，在本实施例中，利用拉格朗日插值公式，
l(x)＝(x-x-1)(x-x0)(x-x1)(x-x2)；
其中，x表示缺失值对应的小表序号，l(x)表示缺失值的插值结果，将x取值为-1,0,1,2之后，可得到：
Figure BDA0001831863720000122
Figure BDA0001831863720000123
Figure BDA0001831863720000124
Figure BDA0001831863720000125
由于，P(x)＝[y(-1) y0 y1 y2]*[l(-1)(x) l0(x) l1(x) l2(x)]'，其中，P(x)表示新采集数据信息，y表示数据输入序列，将l(-1)(x)、l(0)(x)、l(1)(x)以及l2(x)代入后得到：
P(x)＝[y(-1) y0 y1 y2]*[l(-1)(x) l0(x) l1(x) l2(x)]'
Figure BDA0001831863720000126
将其中y转换为数据输入序列k，将x转换为小数偏差因子μ，从而得到：
Figure BDA0001831863720000131
从而将采样输入信号通过插值的方式进行估值，得到采样输出信号，实现对通过特定的规则进行滤波。
需要说明的是，在本实施例中，通过拉格朗日插值方式进行插值，还可通过其他的插值方式进行插值估值，本实施例对此不作限制。
进一步地，所述步骤S30之前，所述方法还包括:
步骤S304，获取重置信号，根据所述重置信号将所述数据输入序列重置为初始状态。
需要说明的是，在检测到时钟输入信号与时钟输出信号最接近的点时，产生小数偏差因子，通过产生小数偏差因子模块进行初始化，初始化到特定的值，从而避免由于数据输入序列的偏差造成小数偏差因子不精准，提高小数偏差因子的准确性，确定输出高动态的采集输出信号。
进一步地，所述步骤S10，包括:
步骤S101，接收所述farrow滤波器同一时钟源发送的时钟信号，获取接口信息，根据所述接口信息获取所述时钟输入信号和时钟输出信号。
在本实施例中，如果时钟输入信号和时钟输出信号有着完全独立的抖动或者漂移，则会对时钟对齐的精度有影响。因此将时钟输入信号和时钟输出信号的时钟源设置为直接或者间接的来自同一个时钟源发送的时钟信号。
本实施例提供的方案，通过时钟输入信号和时钟输出信号的频率比为125/128，以及时钟输入信号和时钟输出信号的频率比为160/147的转换，从而扩展farrow滤波器的性能，并通过精确的小数偏差因子，将内插滤波器对采集输入信号进行滤波，得到特定范围的采集输出信号的插值估值，从而实现高动态范围的滤波。
本发明进一步提供一种滤波器的滤波装置。
参照图9，图9为本发明滤波器的滤波装置第一实施例的功能模块示意图。
本发明滤波器的滤波装置第一实施例中，该滤波器的滤波装置包括：
获取模块10，用于获取farrow滤波器输入的时钟输入信号和时钟输出信号。
需要说明的是，采样速率转换主要使用两种方法：一种是通过数模转换器重构信号，再采样，从而实现采样速率的转换；另一种是利用数字滤波器直接进行采样转换，例如farrow滤波器，直接通过数字信号实现采样速率的转换。
可以理解的是，在进行数据采样时，主要通过时钟信号实现对数据信号的采样，在本实施例中，所述farrow滤波器包括三个输入，如图3所示，主要包括时钟信号识别模块、小数偏差因子产生模块以及farrow内核模块，其中，所述时钟信号识别模块用于时钟输入信号和时钟输出信号，对所述时钟输入信号和时钟输出信号的相位关系进行识别，寻找时钟输入信号和时钟输出信号最接近的点，从而保证在插值时产生准确的小数偏差因子，这也是实现高动态范围的基础。
比较模块20，用于将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系。
需要说明的是，所述相位关系为时钟输入信号和时钟输出信号在对应的采样周期内的位置信息，例如以输入采样率为46.875k，输出采样率为48k为例，则时钟输入信号与时钟输出信号的频率比为125：128，如图4所示，o表示时钟输入信号的出现点，□表示时钟输出信号的出现点，从这个图，我们可以看到每四个时钟输出信号的点就会出现一次时钟输入信号和时钟输出信号相位最接近的点。从这个点开始得到其余的时钟点的相位关系，也是输入数据和输出数据的相位关系点，由此在进行例如拉格朗日等算法进行插值的时候才能有准确的小数偏差因子，从而实现高动态范围的滤波。
可以理解的是，在本实施例中以输入采样率为46.875k，输出采样率为48k为例，得到时钟输入信号和时钟输出信号之间的频率比为125/128，还可实现输入采样率为48k，输出采样率为44.1k，即得到时钟输入信号和时钟输出信号之间的周期比为147/160，时钟输入信号和时钟输出信号之间的频率比为160/147，从而实现各种输入数据信号的转换，提高farrow滤波器的性能。
确定模块30，用于在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子。
在本实施例中，所述预设条件为时钟输入信号与时钟输出信号最相近的点，通过获取时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，从而查找出时钟输入信号与时钟输出信号最相近的点，在出现最相近的点时，小数偏差因子产生模块产生准确的小数偏差因子，从而确保内插滤波器的内插系数的准确性。
需要说明的是，在本实施例中，所述小数偏差因子用μ表示，所述μ还可表示为分数间隔，通过farrow滤波器的插值方式实现虚拟的数模变化和模拟滤波器，通过时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系得到虚拟内插滤波器的基本指针，由于在输入数据序列较少的情况下，无法得到小数偏差因子，在这种情况下，将时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系减去所述基本指针，从而可得到小数偏差因子，实现虚拟内插滤波器通过插值的方式对输入数据信号进行采样率的转换。
滤波模块40，用于获取所述farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号。
需要说明的是，所述采样输入信号为输入信号的采样率，由于通过farrow滤波器为不同采样率的时钟信号，在这种情况下，需要将采样输入信号转换为符合实际需求的输出采样信号，例如采样率为46.875k转换到48k，即实现125到128采集率的转换或者48k转换到44.1k，即实现147到160采集率的转换
在本实施例中，由于通过获取时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，从而查找出时钟输入信号与时钟输出信号最相近的点，在出现最相近的点时，输出脉冲信号使小数偏差因子产生模块产生小数偏差因子，通过准确的小数偏差因子实现对数据输入信号的过滤，从而达到高动态范围的数据输出信号。
本实施例通过上述方案，通过获取时钟输入信号与时钟输出信号，将所述时钟输入信号与时钟输出信号进行比较，获取所述时钟输入信号与时钟输出信号的相位关系，在所述相位关系满足预设条件时，可得到精确的小数偏差因子，根据所述小数偏差因子实现对采样输入信号的调整，得到平滑的采样输出信号，在通过farrow滤波器对输入数据进行采样时，可得到更多的采样输出数据，从而实现高动态范围的数据采样。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种滤波器，所述滤波器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的滤波器的滤波程序，所述滤波器的滤波程序配置为实现如上文所述的滤波器的滤波方法的步骤。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有滤波器的滤波程序，所述滤波器的滤波程序被处理器执行如上文所述的滤波器的滤波方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台智能终端设备(可以是手机，计算机，终端设备，空调器，或者网络终端设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种滤波器的滤波方法，其特征在于，所述方法包括：
获取farrow滤波器输入的时钟输入信号和时钟输出信号；
将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系；
在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子；所述预设条件为时钟输入信号与时钟输出信号最相近的点；
获取所述farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号。
2.如权利要求1所述的滤波器的滤波方法，其特征在于，所述将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系，包括：
获取所述时钟输入信号和时钟输出信号的比例值，根据所述比例值与所述时钟输出信号得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的单位精度值；
根据所述单位精度值得到所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系。
3.如权利要求2所述的滤波器的滤波方法，其特征在于，所述根据所述单位精度值得到所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系，包括：
根据所述单位精度值计算出所述时钟输出信号左右对齐所述时钟输入信号的调整单位精度，通过快时钟信号得到所述时钟输入信号和时钟输出信号的相位关系，所述快时钟的时钟周期不大于所述调整单位精度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的滤波器的滤波方法，其特征在于，所述在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子，包括：
在所述相位关系满足预设条件时，获取所述时钟输入信号的采样输入时钟周期与所述时钟输入信号的采样输出时钟周期；
在所述采样输入时钟周期大于所述采样输出时钟周期时，获取数据输入序列，将所述数据输入序列和所述相位关系放入第一预设公式进行计算，得到数据输出序列，并将所述数据输入序列、所述相位关系以及所述数据输出序列放入第二预设公式进行计算，得到所述小数偏差因子；
在所述采样输入时钟周期小于所述采样输出时钟周期时，获取数据输入序列，将所述数据输入序列和所述相位关系放入第三预设公式进行计算，得到数据输出序列，并将所述数据输入序列、所述相位关系以及所述数据输出序列放入第四预设公式进行计算，得到所述小数偏差因子；
其中，所述第一预设公式为：
mk＝int[k*To/Ti]；
所述k表示所述数据输入序列，To/Ti表示所述相位关系，mk表示所述数据输出序列；
其中，所述第二预设公式为：
μ＝k*To/Ti-mk；
所述μ表示所述小数偏差因子；
所述第三预设公式为：
mk＝int[k*Ti/To]，Ti/To表示所述相位关系；
所述第四预设公式为：
μ＝k*Ti/To-mk。
5.如权利要求4所述的滤波器的滤波方法，其特征在于，所述获取farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号，包括：
获取farrow滤波器输入的采样输入信号，提取所述采样输入信号中序列的序号标识，根据所述序列的序号标识、所述数据输入序列以及所述小数偏差因子通过第五预设公式的插值算法对所述采样输入信号进行插值，得到插值后的采样输出信号；
其中，所述第五预设公式为：
Figure FDA0002663682990000031
所述P(n)表示所述采样输出信号，所述n表示当前farrow滤波器输入序列的序号标识。
6.如权利要求5所述的滤波器的滤波方法，其特征在于，所述在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子之后，所述方法还包括:
获取重置信号，根据所述重置信号将所述数据输入序列重置为初始状态。
7.如权利要求1至3中任一项所述的滤波器的滤波方法，其特征在于，所述获取时钟输入信号和时钟输出信号，包括:
接收所述farrow滤波器同一时钟源发送的时钟信号，获取接口信息，根据所述接口信息获取所述时钟输入信号和时钟输出信号。
8.一种滤波器的滤波装置，其特征在于，所述滤波器的滤波装置包括：
获取模块，用于获取farrow滤波器输入的时钟输入信号和时钟输出信号；
比较模块，用于将所述时钟输入信号和时钟输出信号进行比较，根据比较结果确定所述时钟输入信号和时钟输出信号之间的相位关系；
确定模块，用于在所述相位关系满足预设条件时，根据所述相位关系确定小数偏差因子；
滤波模块，用于获取所述farrow滤波器输入的采样输入信号，根据所述小数偏差因子对所述采样输入信号进行滤波，得到滤波后的采样输出信号。
9.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的滤波器的滤波程序，所述滤波器的滤波程配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的滤波器的滤波方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有滤波器的滤波程序，所述滤波器的滤波程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的滤波器的滤波方法的步骤。
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