[發明專利]一種Farrow結構實現音頻采樣率轉換的方法

在審

• 申請號: 202010133892.8
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111585543A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 左罡;胡晨光
• 申請（專利權）人: 易兆微電子（杭州）股份有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02;G10L19/00
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 賀龍萍

本發明提供一種Farrow結構實現音頻設備采樣率轉換的方法，包括：步驟1、將輸入音響設備的音頻信號執行Farrow結構運算，基于分段多項式脈沖響應的濾波器是使用farrow結構實現；步驟2、使用該farrow結構執行降采，初始數字延時u₀=(f_s?f₀)/f_s,令抽取的采樣點數為DeciCnt，其中f_s為降采前的采樣率，f₀為降采后的采樣率。降采的流程圖如圖3所示，每次當uk1時實現一次抽取運算。其中farrow filter表示經過圖1的farrow濾波器運算結構；步驟3、使用該farrow結構執行上采，令初始數字延時u₀=f_s/f₀,令插值的采樣點數為InterCnt，其中f_s為上采前的采樣率，f₀為上采后的采樣率。上采的流程圖如圖4所示，每次當u21時實現一次新增的插值運算。

技術領域

本發明是關于一種Farrow結構的濾波器實現音頻信號采樣率轉換的方法，音頻設備可包括無線藍牙耳機、音像、音響，無線方式括不僅限于2.4G、WIFI、藍牙及其他無線連接方式。

背景技術

已有技術中音頻設備對于音頻信號的采樣率轉換一般包括48KHz-64KHz、64KHz-48KHz、44.1KHz-48KHz等。對于48K-64K、64K-48K等整數倍范圍的采樣率轉換通常是先上采整數倍（插零法），下采整數倍（抽取），然后經過低通濾波器實現。對于44.1KHz-48KHz等小數倍的采樣率轉換，通常是采用farrow結構濾波器實現。

已有技術的缺陷是對于不同類型的采樣率轉換采取不同的算法，需要用不同的硬件結構去實現，開銷大。一般的Farrow結構濾波器不能同時實現上采和下采的功能，而且已有的farrow濾波器方案會造成音頻信號的失真。

發明內容

本發明的技術方案是提供一種Farrow結構實現音頻信號采樣率轉換的方法，包括：步驟1、將輸入音響設備的音頻信號執行Farrow結構運算，Farrow結構的采樣率轉換用公式表示為：

(1)

其中為輸入信號，為輸出信號，為采樣率轉換濾波器，基于分段多項式脈沖響應的濾波器是使用farrow結構實現；

步驟2、使用該farrow結構執行降采，初始數字延時u₀=(f_s-f₀)/ f_s,令抽取的采樣點數為DeciCnt，其中f_s為降采前的采樣率，f₀為降采后的采樣率。降采的流程圖如圖3所示，每次當uk1時實現一次抽取運算，其中Farrow filter表示圖一的farrow濾波器運算結構；

步驟3、使用該farrow結構執行上采，令初始數字延時u₀= f_s / f₀ , 令插值的采樣點數為InterCnt，其中f_s為上采前的采樣率，f₀為上采后的采樣率，上采的流程圖如圖4所示，每次當u21時實現一次新增的插值運算。

技術效果：將farrow濾波器的重采樣和Matlab自帶的Resample結果（理想情況）作對比，兩種采樣率轉換方案在時域和頻域的均方誤差值分別為：1.7172e-4（時域）和2.81e-2（頻域）。

附圖說明

圖1是執行本發明方法使用的Farrow運算結構圖；

圖2是原始64K采樣音頻與Farrow重采到48K音頻頻域對比圖；

圖3是64KHz-48KHz降采樣抽取圖；