本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字濾波器設(shè)計裝置和方法。

背景技術(shù)：

數(shù)字濾波器是由數(shù)字乘法器、加法器和延時單元組成的一種算法或裝置。數(shù)字濾波器的功能是對輸入離散信號的數(shù)字代碼進行運算處理，以達到改變信號頻譜的目的。近年來主動降噪技術(shù)得到了高速的發(fā)展，在耳機上的應(yīng)用也越來越多。主動降噪耳機可有效降低外界噪聲，如飛機噪聲、地鐵噪聲、空調(diào)噪聲等環(huán)境噪聲，主動降噪中一個比較關(guān)鍵的技術(shù)就是用于降噪的數(shù)字濾波器，現(xiàn)有大多數(shù)主動降噪耳機濾波器設(shè)計使用的還是模擬技術(shù)，需要搭建復(fù)雜的模擬電路。隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)開始逐漸應(yīng)用于主動降噪領(lǐng)域，復(fù)雜的模擬濾波器開始被數(shù)字濾波器取代。

現(xiàn)有的數(shù)字濾波器設(shè)計方法有兩種，一種是通過DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理芯片)自帶的設(shè)計工具進行設(shè)計，這種設(shè)計起來比較簡單，但是設(shè)計出的數(shù)字濾波器僅僅能在特定DSP中使用，具體的濾波器參數(shù)無法看到，僅能看到一條濾波器響應(yīng)曲線，且不能保存導(dǎo)出；另一種是通過商業(yè)數(shù)學(xué)軟件MATLAB中專門的濾波器工具箱進行設(shè)計，這種是比較通用的方法，在設(shè)計降噪濾波器方面與DSP自帶的設(shè)計工具相比較復(fù)雜，需要較高的專業(yè)知識。此外，不管哪一種方法都無法將測試得到的目標(biāo)曲線導(dǎo)入進行實時的對比觀察，需要在設(shè)計好濾波器以后借助其他軟件畫出設(shè)計濾波器和目標(biāo)濾波器的響應(yīng)曲線進行對比，不斷重復(fù)此過程，直至達到兩者接近，設(shè)計過程非常繁瑣。

由此可見，現(xiàn)有的數(shù)字濾波器設(shè)計方案至少存在如下缺點：

1、數(shù)字濾波器的設(shè)計方法通常借助模擬濾波器的公式進行計算，需對模擬電路熟悉，對于沒有模擬電路背景的設(shè)計者來說設(shè)計數(shù)字濾波器比較困難。

2、無法將測試得到的目標(biāo)曲線導(dǎo)入進行實時的對比觀察，不直觀并且設(shè)計過程非常繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種數(shù)字濾波器的設(shè)計裝置和方法，以解決現(xiàn)有數(shù)字濾波器設(shè)計方案對設(shè)計人員專業(yè)水平要求高，設(shè)計過程非常繁瑣的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種數(shù)字濾波器的設(shè)計裝置，該裝置包括：輸入模塊、計算模塊和顯示模塊；

輸入模塊，用于接收用戶的導(dǎo)入指令，根據(jù)導(dǎo)入指令導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，并將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)發(fā)送給計算模塊，以及接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值，將數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值發(fā)送給計算模塊；

計算模塊，用于接收用戶的計算指令，根據(jù)計算指令將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線后發(fā)送給顯示模塊，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線后發(fā)送給顯示模塊；

顯示模塊，用于接收并顯示當(dāng)前響應(yīng)曲線和目標(biāo)響應(yīng)曲線，供用戶實時對比當(dāng)前響應(yīng)曲線是否符合目標(biāo)響應(yīng)曲線。

可選地，目標(biāo)響應(yīng)曲線包括目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線和目標(biāo)相位響應(yīng)曲線，當(dāng)前響應(yīng)曲線包括當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線和當(dāng)前相位響應(yīng)曲線；

顯示模塊，具體用于將目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線與當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線顯示在一幅圖中，同時將目標(biāo)相位響應(yīng)曲線與當(dāng)前相位響應(yīng)曲線顯示在另一幅圖中供用戶實時對比。

可選地，輸入模塊，還用于接收用戶根據(jù)當(dāng)前響應(yīng)曲線與目標(biāo)響應(yīng)曲線的差異輸入的調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值，將調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值發(fā)送給計算模塊；

計算模塊，還用于根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值調(diào)整當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，并更新當(dāng)前響應(yīng)曲線后發(fā)送給顯示模塊，使顯示模塊顯示更新后的當(dāng)前響應(yīng)曲線。

可選地，該裝置進一步包括：保存模塊，

保存模塊，用于接收用戶在當(dāng)前響應(yīng)曲線符合目標(biāo)響應(yīng)曲線時輸入的第一保存指令和第二保存指令，根據(jù)所述第一保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，根據(jù)所述第二保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。

可選地，目標(biāo)響應(yīng)曲線為一個高階數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線，當(dāng)前響應(yīng)曲線為對應(yīng)高階數(shù)字濾波器的多個級聯(lián)二階數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線；

顯示模塊，還用于以表格形式顯示二階數(shù)字濾波器參數(shù)及其參數(shù)值；

顯示模塊，還用于顯示多個下拉菜單控件，多個設(shè)計參數(shù)的輸入框控件以及多個指令控件；

輸入模塊，具體用于通過下拉菜單控件接收用戶選擇輸入的二階數(shù)字濾波器的類型，通過輸入框控件接收用戶輸入的設(shè)計參數(shù)的值，以及通過導(dǎo)入指令控件導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)；

計算模塊，具體用于通過計算指令控件將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線；

保存模塊，具體用于通過第一保存指令控件將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，通過第二保存指令控件將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種數(shù)字濾波器設(shè)計方法，該方法包括：

接收用戶的導(dǎo)入指令，根據(jù)導(dǎo)入指令導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，以及接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值；

接收用戶的計算指令，根據(jù)計算指令將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線；

顯示當(dāng)前響應(yīng)曲線和目標(biāo)響應(yīng)曲線，供用戶實時對比當(dāng)前響應(yīng)曲線是否符合目標(biāo)響應(yīng)曲線。

可選地，目標(biāo)響應(yīng)曲線包括目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線和目標(biāo)相位響應(yīng)曲線，當(dāng)前響應(yīng)曲線包括當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線和當(dāng)前相位響應(yīng)曲線；

顯示當(dāng)前響應(yīng)曲線和目標(biāo)響應(yīng)曲線包括：

將當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線與目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線顯示在一幅圖中，同時將當(dāng)前相位響應(yīng)曲線與目標(biāo)相位響應(yīng)曲線顯示在另一幅圖中。

可選地，接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值還包括：

接收用戶根據(jù)當(dāng)前響應(yīng)曲線與目標(biāo)響應(yīng)曲線的差異輸入的調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值；

根據(jù)當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制當(dāng)前響應(yīng)曲線還包括：

根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值調(diào)整當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，并更新當(dāng)前響應(yīng)曲線。

可選地，該方法還包括：

接收用戶在當(dāng)前響應(yīng)曲線符合目標(biāo)響應(yīng)曲線時輸入的第一保存指令和第二保存指令，根據(jù)第一保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，根據(jù)第二保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。

可選地，目標(biāo)響應(yīng)曲線為一個高階數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線，當(dāng)前響應(yīng)曲線為對應(yīng)高階數(shù)字濾波器的多個級聯(lián)二階數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線，

該方法還包括：以表格形式顯示二階數(shù)字濾波器參數(shù)和參數(shù)值，以及顯示多個下拉菜單控件，多個設(shè)計參數(shù)輸入框控件，多個指令控件；

接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)的值包括：

通過下拉菜單控件接收用戶選擇輸入的二階數(shù)字濾波器的類型，通過輸入框控件接收用戶輸入的設(shè)計參數(shù)的值，以及通過導(dǎo)入指令控件導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)；

接收用戶的計算指令，根據(jù)計算指令將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線包括：

通過計算指令控件將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線；

接收用戶在當(dāng)前響應(yīng)曲線符合目標(biāo)響應(yīng)曲線時輸入的第一保存指令和第二保存指令包括：

通過第一保存指令控件將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，通過第二保存指令控件將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明實施例的這種數(shù)字濾波器設(shè)計裝置和方法，一方面，提供了目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線的導(dǎo)入功能使得目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線與當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線的實時對比成為可能。另一方面，本發(fā)明實施例提供了顯示功能，通過顯示目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線和當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線供用戶對比，避免了再通過另外的軟件繪制當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器和目標(biāo)濾波器的響應(yīng)曲線進行對比導(dǎo)致的設(shè)計過程的繁瑣，從而簡化了設(shè)計步驟。并且，通過顯示數(shù)字濾波器類型、設(shè)計參數(shù)供用戶輸入和查看，使得設(shè)計人員每次設(shè)計數(shù)字濾波器時，都能直觀的看到設(shè)計參數(shù)和當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線與目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線的差異，大大降低了對設(shè)計人員專業(yè)水平的要求，節(jié)省了數(shù)字濾波器的設(shè)計時間，縮短了數(shù)字濾波器的設(shè)計周期。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計裝置的界面示意圖；

圖3是本發(fā)明一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明另一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計方法的流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思是：針對現(xiàn)有數(shù)字濾波器設(shè)計過程繁瑣，對設(shè)計人員專業(yè)水平要求高的問題，提供了一種數(shù)字濾波器設(shè)計裝置和方法，通過提供導(dǎo)入功能，方便將測試得到的目標(biāo)響應(yīng)曲線導(dǎo)入；通過提供顯示功能供用戶查看數(shù)字濾波器類型、設(shè)計參數(shù)，并同時顯示當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線與導(dǎo)入的目標(biāo)響應(yīng)曲線供設(shè)計人員對比，簡化了IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計步驟，降低了對設(shè)計人員專業(yè)水平的要求。

實施例一

圖1是本發(fā)明一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計裝置的結(jié)構(gòu)框圖，參見圖1，該數(shù)字濾波器設(shè)計100裝置包括：輸入模塊101、計算模塊102和顯示模塊103；

輸入模塊101，用于接收用戶的導(dǎo)入指令，根據(jù)導(dǎo)入指令導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，并將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)發(fā)送給計算模塊102，以及接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值，將數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值發(fā)送給計算模塊102；

計算模塊102，用于接收用戶的計算指令，根據(jù)計算指令將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線后發(fā)送給顯示模塊103，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線后發(fā)送給顯示模塊103；

顯示模塊103，用于接收并顯示當(dāng)前響應(yīng)曲線和目標(biāo)響應(yīng)曲線，供用戶實時對比當(dāng)前響應(yīng)曲線是否符合目標(biāo)響應(yīng)曲線。

通過圖1所示的數(shù)字濾波器設(shè)計裝置，只需要用戶在顯示模塊提供的顯示界面輸入數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值，并輸入計算指令，計算模塊就會根據(jù)用戶的輸入的設(shè)計參數(shù)值和預(yù)先設(shè)定的數(shù)字濾波器算法行計算，得到當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器并繪制當(dāng)前數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線，由此可見，本實施例的數(shù)字濾波器設(shè)計裝置不需要用戶具備較高的專業(yè)水平。另外，通過導(dǎo)入目標(biāo)響應(yīng)曲線并將目標(biāo)響應(yīng)曲線和當(dāng)前數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線同時顯示，從而方便用戶直觀的，實時的，對比當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器是否符合目標(biāo)濾波器，避免了再由其他軟件繪制曲線對比導(dǎo)致的繁瑣的設(shè)計過程，簡化了設(shè)計步驟，提高了產(chǎn)品的用戶體驗。

實施例二

這里提供的一個具體應(yīng)用場景是：根據(jù)已有的聲學(xué)結(jié)構(gòu)及器件測試得到主動降噪耳機中用于降噪的IIR數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線，然后利用數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線通過本發(fā)明實施例的技術(shù)方案設(shè)計IIR數(shù)字濾波器，然后可將設(shè)計好的IIR數(shù)字濾波器導(dǎo)入到數(shù)字處理器芯片DSP中使用，進而實現(xiàn)主動降噪耳機的降噪效果。

圖2是本發(fā)明一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計裝置的界面示意圖，參見圖2，本實施例中，是以應(yīng)用于主動降噪耳機中為例對IIR(Infinite Impulse Response，無限脈沖響應(yīng))數(shù)字濾波器的設(shè)計及其應(yīng)用進行示意性說明。但是，本發(fā)明實施例的方案不限于應(yīng)用到主動降噪耳機中，也不限于設(shè)計IIR數(shù)字濾波器，也可以用于設(shè)計FIR(Finite Impulse Response有限脈沖沖激響應(yīng))濾波器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，設(shè)計FIR濾波器時，所使用的濾波器類型、濾波器參數(shù)以及濾波器曲線等與圖2中所示出的設(shè)計IIR濾波器時濾波器類型、參數(shù)和曲線等有所不同，應(yīng)根據(jù)實際需要進行界面設(shè)計。

以下結(jié)合圖2所示的具體界面對本發(fā)明實施例的數(shù)字濾波器設(shè)計裝置的工作過程進行說明。

參見圖2，圖2中以表格26形式顯示了二階數(shù)字濾波器參數(shù)及其參數(shù)值；需要說明的是，26中示意出了四個級聯(lián)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)及其參數(shù)值(如，參數(shù)B0、B1、B2)。由于主動降噪耳機中降噪濾波器較復(fù)雜，一般都是高階IIR濾波器，但是高階濾波器在數(shù)字信號處理器芯片DSP中占用資源高，實際設(shè)計時通常將高階濾波器轉(zhuǎn)化為多個二階濾波器級聯(lián)的形式。本實施例中目標(biāo)響應(yīng)曲線是一個八階的數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線，當(dāng)前響應(yīng)曲線為對應(yīng)八階數(shù)字濾波器的四個級聯(lián)二階數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線。

參見圖2，圖2中還顯示了多個下拉菜單控件，如虛框23所示，23中示意出了四個下拉菜單控件，每個下拉菜單控件都包含有多種數(shù)字濾波器類型，現(xiàn)有的設(shè)計軟件基本只有三種濾波器類型可供選擇：峰值Peak濾波器、低頻Low Shelf濾波器、高頻High Shelf濾波器，本實施例中除這三種外還加入了低通Low Pass濾波器和高通High Pass濾波器兩種類型，設(shè)計自由度更大。

圖2中示意出了多個設(shè)計參數(shù)的輸入框控件，如虛框24和25所示，在24中示意出了四種設(shè)計參數(shù)，分別為F(即頻率參數(shù))、Q(品質(zhì)因數(shù))、Boost(簡單來講就是響應(yīng)曲線最高點到最低點的增益值)、Gain(響應(yīng)曲線的整體增益參數(shù))；具體的，通過參數(shù)F可調(diào)整設(shè)計濾波器的中心頻率，參數(shù)Q可改變響應(yīng)曲線過渡帶寬度，參數(shù)Boost可調(diào)整最高點到最低點的增益值，參數(shù)Gain可調(diào)整整體增益值。在25中示意出了本實施例中數(shù)字濾波器曲線幅度的最大值輸入框控件和最小值輸入框控件，相位的最大值輸入框控件和最小值輸入框控件，增益的最大值輸入框控件和最小值輸入框控件。需要說明的是，25所示輸入框控件的作用只是改變曲線顯示時顯示坐標(biāo)的范圍，而不是改變?yōu)V波器的參數(shù)。舉例而言，25中示意的相位響應(yīng)曲線顯示的最小值為-150，最大值為100，這里的-150，100代表22中曲線顯示時坐標(biāo)系中垂直坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)值。

圖2中還顯示了多個指令控件，如，導(dǎo)入指令控件20，計算指令控件27，用于保存設(shè)計數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)的第二保存指令控件28，用于保存二階濾波器參數(shù)及其參數(shù)值第一保存指令控件29；

本實施例中，輸入模塊具體用于通過23所示的下拉菜單控件接收用戶選擇輸入的二階數(shù)字濾波器的類型，通過輸入框控件24、25接收用戶輸入的設(shè)計參數(shù)的值，以及通過導(dǎo)入指令控件20導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)；計算模塊，具體通過計算指令控件27接收用戶輸入的計算指令并將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線。

本實施例中，參見圖2，目標(biāo)響應(yīng)曲線包括目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線和目標(biāo)相位響應(yīng)曲線，當(dāng)前響應(yīng)曲線包括當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線和當(dāng)前相位響應(yīng)曲線；顯示模塊，具體用于將目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線與當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線顯示在一幅圖中，同時將目標(biāo)相位響應(yīng)曲線與當(dāng)前相位響應(yīng)曲線顯示在另一幅圖中供用戶實時對比。在圖2中21所示的部分是目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線和當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線這兩條曲線的對比示意，22所示的部分是目標(biāo)相位響應(yīng)曲線和當(dāng)前相位響應(yīng)曲線這兩條曲線的對比示意。

需要說明的是，現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字濾波器設(shè)計方案無法導(dǎo)入目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線，顯示目標(biāo)濾波器相位曲線更無從談起。而由于應(yīng)用到主動降噪耳機中的數(shù)字濾波器對相位要求非常高，幅度上很小的差異(即設(shè)計濾波器與目標(biāo)濾波器幅度上較小的差異)反映到相位上差異也較大，本發(fā)明實施例通過將目標(biāo)濾波器的幅度、相位響應(yīng)曲線和當(dāng)前設(shè)計的濾波器幅度、相位響應(yīng)曲線分別同時顯示，這樣在調(diào)整幅度的同時可以觀察相位是否滿足需求，從而保證設(shè)計出的數(shù)字濾波器能夠應(yīng)用到主動降噪耳機中，實現(xiàn)降噪效果。

本實施例中，輸入模塊，還用于接收用戶根據(jù)當(dāng)前響應(yīng)曲線與目標(biāo)響應(yīng)曲線的差異輸入的調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值，將調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值發(fā)送給計算模塊；計算模塊，還用于根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值調(diào)整當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，并更新當(dāng)前響應(yīng)曲線后發(fā)送給顯示模塊，使顯示模塊顯示更新后的當(dāng)前響應(yīng)曲線。

參見圖2，舉例而言，第一個二階數(shù)字濾波器(即23中第一排所示的下拉菜單控件中的濾波器)的F值當(dāng)前為2734.5，經(jīng)過對比后發(fā)現(xiàn)不符合目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線，可將F值調(diào)整為2736.0。實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員可能會對當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器進行多次調(diào)整才最終得到符合目標(biāo)的數(shù)字濾波器。

現(xiàn)有技術(shù)中，用戶每次調(diào)整設(shè)計參數(shù)的值后都需要通過另外的軟件畫出調(diào)整后的數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線和目標(biāo)濾波器的響應(yīng)曲線然后進行對比，每一次調(diào)整參數(shù)，都需要重新繪制設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線和目標(biāo)響應(yīng)曲線進行對比，直到符合目標(biāo)的數(shù)字濾波器為止，設(shè)計過程非常繁瑣。而通過本實施例，用戶每次調(diào)整參數(shù)后，計算模塊都能夠根據(jù)調(diào)整后的參數(shù)和算法公式得到所需的響應(yīng)曲線并更新數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線后發(fā)送給顯示模塊，從而顯示模塊可以直接顯示出調(diào)整后的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線，供用戶對比本次調(diào)整是否符合目標(biāo)，如此，大大簡化了設(shè)計過程，提高了數(shù)字濾波器設(shè)計的工作效率。

本實施例中數(shù)字濾波器設(shè)計裝置進一步包括：保存模塊(參見圖2中示出的第二保存指令控件28和第一保存指令控件29)，用于接收用戶在當(dāng)前響應(yīng)曲線符合目標(biāo)響應(yīng)曲線時輸入的第一保存指令和第二保存指令，根據(jù)第一保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，根據(jù)第二保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。具體的，保存模塊通過第一保存指令控件29將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，通過第二保存指令控件28將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。

需要強調(diào)的是，本實施例的裝置用于設(shè)計數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器設(shè)計完成后通過保存和自由導(dǎo)出功能，可將符合數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存下來，以方便將符合數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值導(dǎo)出到DSP中實現(xiàn)降噪效果。如此，增強了設(shè)計的數(shù)字濾波器的可移植性。由于現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字濾波器設(shè)計方案需要在每個DSP單獨設(shè)計數(shù)字濾波器，一個DSP中設(shè)計完成的數(shù)字濾波器只能在一個DSP中使用而不能導(dǎo)出到其他的DSP中，設(shè)計過程費時費力。本發(fā)明實施例的數(shù)字濾波器設(shè)計裝置大大提高了數(shù)字濾波器的移植性，只需要一次設(shè)計即可移植到多個DSP中應(yīng)用，所以設(shè)計的數(shù)字濾波器具有較強的移植性。

實施例三

本發(fā)明還提供了與前述實施例中的數(shù)字濾波器設(shè)計裝置屬于同一個發(fā)明構(gòu)思的數(shù)字濾波器設(shè)計方法，圖3是本發(fā)明一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計方法的流程示意圖，參見圖3，該數(shù)字濾波器設(shè)計方法包括如下步驟：

步驟S31，接收用戶的導(dǎo)入指令，根據(jù)所述導(dǎo)入指令導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，以及接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值；

步驟S32，接收用戶的計算指令，根據(jù)所述計算指令將所述目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用所述數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線；

步驟S33，顯示當(dāng)前響應(yīng)曲線和目標(biāo)響應(yīng)曲線，供用戶實時對比當(dāng)前響應(yīng)曲線是否符合目標(biāo)響應(yīng)曲線。

步驟S31中的目標(biāo)響應(yīng)曲線包括目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線和目標(biāo)相位響應(yīng)曲線，當(dāng)前響應(yīng)曲線包括當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線和當(dāng)前相位響應(yīng)曲線；步驟S33，顯示當(dāng)前響應(yīng)曲線和目標(biāo)響應(yīng)曲線包括：將當(dāng)前幅度響應(yīng)曲線與目標(biāo)幅度響應(yīng)曲線顯示在一幅圖中，同時將當(dāng)前相位響應(yīng)曲線與目標(biāo)相位響應(yīng)曲線顯示在另一幅圖中。

本實施例中，步驟S31接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)值還包括：接收用戶根據(jù)當(dāng)前響應(yīng)曲線與目標(biāo)響應(yīng)曲線的差異輸入的調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值；步驟S32根據(jù)當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制當(dāng)前響應(yīng)曲線還包括：根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值調(diào)整當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，并更新當(dāng)前響應(yīng)曲線。

本實施例中，圖3所示方法還包括：接收用戶在當(dāng)前響應(yīng)曲線符合目標(biāo)響應(yīng)曲線時輸入的第一保存指令和第二保存指令，根據(jù)第一保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，根據(jù)第二保存指令將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。

本實施例中的目標(biāo)響應(yīng)曲線為一個高階數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線(例如，八階數(shù)字濾波器)，當(dāng)前響應(yīng)曲線為對應(yīng)高階數(shù)字濾波器的多個級聯(lián)二階數(shù)字濾波器的響應(yīng)曲線，

圖3所示的方法還包括：以表格形式顯示二階數(shù)字濾波器參數(shù)和參數(shù)值，以及顯示多個下拉菜單控件，多個設(shè)計參數(shù)輸入框控件，多個指令控件；

步驟S31，接收用戶輸入的數(shù)字濾波器類型和設(shè)計參數(shù)的值包括：通過下拉菜單控件接收用戶選擇輸入的二階數(shù)字濾波器的類型，通過輸入框控件接收用戶輸入的設(shè)計參數(shù)的值，以及通過導(dǎo)入指令控件導(dǎo)入預(yù)先測試得到的數(shù)字濾波器目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)；

步驟S32，接收用戶的計算指令，根據(jù)計算指令將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線包括：通過計算指令控件將目標(biāo)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成目標(biāo)響應(yīng)曲線，以及利用數(shù)字濾波器類型對應(yīng)的濾波器設(shè)計算法對設(shè)計參數(shù)值進行計算，得到數(shù)字濾波器當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，將當(dāng)前響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)繪制成當(dāng)前響應(yīng)曲線；

接收用戶在當(dāng)前響應(yīng)曲線符合目標(biāo)響應(yīng)曲線時輸入的第一保存指令和第二保存指令包括：通過第一保存指令控件將當(dāng)前響應(yīng)曲線對應(yīng)的二階數(shù)字濾波器參數(shù)值保存到預(yù)定文件中以便導(dǎo)出到數(shù)字處理器芯片中，通過第二保存指令控件將當(dāng)前響應(yīng)曲線的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)保存到預(yù)定文件中。

由上可知，通過圖3所示的方法，可使沒有任何電路背景及濾波器設(shè)計背景的用戶快速設(shè)計出符合要求的數(shù)字濾波器，省掉了很多繁瑣的計算、設(shè)計過程。濾波器類型直觀，僅需輸入幾個參數(shù)，便可實時觀察當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器與目標(biāo)濾波器的差別，方便快捷，可大幅縮短濾波器設(shè)計周期。并且二階濾波器的參數(shù)及其參數(shù)值可保存并自由導(dǎo)出，具有很好的移植性，不再受特定DSP編程軟件限制。

實施例四

圖4是本發(fā)明另一個實施例的一種數(shù)字濾波器設(shè)計方法的流程示意圖，參見圖4，本實施例中數(shù)字濾波器設(shè)計方法包括如下步驟：

步驟S41，導(dǎo)入預(yù)先測試得到的目標(biāo)濾波器的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)；

現(xiàn)有的濾波器設(shè)計軟件都是比較通用的，一般設(shè)計濾波器時也不會有具體的目標(biāo)曲線，只是一個大體的要求，不斷修改去接近要求。主動降噪耳機中用于降噪的IIR數(shù)字濾波器是可以通過測試計算得到一條目標(biāo)曲線，同時降噪濾波器對相位要求比較高，所以將目標(biāo)曲線數(shù)據(jù)導(dǎo)入進行實時對比可大幅提高工作效率。

步驟S42，接收用戶根據(jù)顯示的目標(biāo)濾波器的形狀，選擇輸入的合適的濾波器類型并調(diào)整參數(shù)，具體的，F(xiàn)可調(diào)整濾波器中心頻率，Q可改變過渡帶寬度，Boost簡單來講就是最高點到最低點的增益值，Gain為整體增益值；以及，接收用戶輸入的計算指令控件(即接收用戶通過點擊Calculate控件輸入的計算指令)根據(jù)輸入或調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)值繪制當(dāng)前設(shè)計好的濾波器幅度和相位響應(yīng)曲線，

步驟S43，將目標(biāo)濾波器的幅度和目標(biāo)相位響應(yīng)曲線與當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器的幅度和相位響應(yīng)曲線分別同時顯示，供用戶實時對比；

實時對比的實現(xiàn)是通過將目標(biāo)曲線導(dǎo)入到軟件中，使其與設(shè)計得到的濾波器響應(yīng)曲線在同一圖中顯示，每修改一次參數(shù)得到的當(dāng)前濾波器響應(yīng)曲線顯示更新，這樣就可以實時對比與目標(biāo)濾波器的差距；

對主動降噪耳機的濾波器而言，幅度上很小的差別(即當(dāng)前濾波器與目標(biāo)濾波器幅度上的較小的差別)體現(xiàn)在相位上則差別較大，本實施例中同時顯示當(dāng)前濾波器與目標(biāo)濾波器幅度曲線與相位曲線，這樣調(diào)整幅度的同時也可以觀察相位的差異是否滿足需求，很好的兼顧濾波器的相位響應(yīng)，以滿足主動降噪嚴格的相位要求。

步驟S44，供用戶判斷當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器是否符合目標(biāo)，是則執(zhí)行步驟S45，否則返回步驟S42，重復(fù)執(zhí)行步驟S42-S44的設(shè)計過程，直到設(shè)計的濾波器符合要求為止；

步驟S45，當(dāng)設(shè)計的數(shù)字濾波器符合目標(biāo)濾波器時，接收用戶輸入的保存指令，保存數(shù)字濾波器參數(shù)和響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，以便導(dǎo)入DSP中使用。這里保存的數(shù)字濾波器參數(shù)是符合目標(biāo)數(shù)字濾波器的每個二階數(shù)字濾波器參數(shù)及其參數(shù)值(參見圖2中的26)，將這些二階數(shù)字濾波器的參數(shù)保存后以便后續(xù)導(dǎo)出使用。這里保存的響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)是當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，本實施例中之所以保存對應(yīng)多個級聯(lián)二階濾波器響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，是為了方便下次設(shè)計時查看，也就是說，下次再設(shè)計數(shù)字濾波器時，可以在本次設(shè)計的數(shù)字濾波器基礎(chǔ)上進行檢查和微調(diào)，進一步節(jié)省設(shè)計時間。

需要說明的是，本實施例中的數(shù)字濾波器設(shè)計方法是與前述數(shù)字濾波器設(shè)計裝置相對應(yīng)的，因而本實施例中對數(shù)字濾波器設(shè)計方法實現(xiàn)步驟沒有描述的部分可以參見本發(fā)明前述實施例的相關(guān)說明，這里不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明實施例的數(shù)字濾波器設(shè)計裝置和方法，一方面，提供了目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線的導(dǎo)入功能使得目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線與當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線的實時對比成為可能。另一方面，本發(fā)明實施例提供了顯示功能，通過顯示目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線和當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線供用戶對比，避免了再通過另外的軟件繪制當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器和目標(biāo)濾波器的響應(yīng)曲線進行對比導(dǎo)致的設(shè)計過程的繁瑣，從而簡化了設(shè)計步驟。并且，通過顯示數(shù)字濾波器類型、設(shè)計參數(shù)供用戶輸入和查看，使得設(shè)計人員每次設(shè)計數(shù)字濾波器時，都能直觀的看到設(shè)計參數(shù)和當(dāng)前設(shè)計的數(shù)字濾波器響應(yīng)曲線與目標(biāo)濾波器響應(yīng)曲線的差異，大大降低了對設(shè)計人員專業(yè)水平的要求，節(jié)省了數(shù)字濾波器的設(shè)計時間，縮短了數(shù)字濾波器設(shè)計周期。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。