124 第5 章 信号的抽取与插值 5
1 前言 至今,我们讨论的信号处理的各种理论、算法及实现这些算法的系统都是把抽样频率sf 视为恒定值,即在一个数字系统中只有一个抽样率
但是,在实际工作中,我们经常会遇到抽样率转换的问题
一方面,要求一个数字系统能工作在“多抽样率(multirate)”状态,以适应不同抽样信号的需要;另一方面,对一个数字信号,要视对其处理的需要及其自身的特征,能在一个系统中以不同的抽样频率出现
一个数字传输系统,即可传输一般的语音信号,也可传输播视频信号,这些信号的频率成份相差甚远,因此,相应的抽样频率也相差甚远
因此,该系统应具有传输多种抽样率信号的能力,并自动地完成抽样率的转换; 2
如在音频世界,就存在着多种抽样频率
得到立体声声音信号(Studio work)所用的抽样频率是48kHz,CD 产品用的抽样率是44
1kHz,而数字音频广播用的是32kHz[15]
当需要将数字信号在两个具有独立时钟的数字系统之间传递时,则要求该数字信号的抽样率要能根据时钟的不同而转换; 4
对信号(如语音,图象)作谱分析或编码时,可用具有不同频带的低通、带通及高通滤波器对该信号作“子带”分解,对分解后的信号再作抽样率转换及特征提取,以实现最大限度减少数据量,也即数据压缩的目的; 5
对一个信号抽样时,若抽样率过高,必然会造成数据的冗余,这时,希望能在该数字信号的基础上将抽样率减下来
以上几个方面都是希望能对抽样率进行转换,或要求数字系统能工作在多抽样率状态
近 20 年来,建立在抽样率转换理论及其系统实现基础上的“多抽样率数字信号处理” 已成为现代信号处理的重要内容
“多抽样率数字信号处理” 的核心内容是信号抽样率的转换及滤波器组
减少抽样率以去掉过多数据的过程称为信号的“抽取(decimatim)”,增加抽样率以增加数据的过程