滤波器的数据处理方法、装置、电子设备及介质与流程

专利2025-06-13  18


本技术涉及数字信号处理,具体而言,涉及一种滤波器的数据处理方法、装置、电子设备及介质。


背景技术:

1、在数字信号处理中,cic滤波器是fir滤波器中最优的一种,其使用了积分,梳状滤波器级联的方式。cic滤波器由一对或多对积分-梳状滤波器组成,在抽取cic中,输入信号依次经过积分,降采样,以及与积分环节数目相同的梳状滤波器。在现有的积分、抽取和微分过程中,采用固定的位宽进行处理,无法根据实际情况对位宽进行动态配置,进而提高信号的过滤的准确性。


技术实现思路

1、本技术的一些实施例的目的在于提供一种滤波器的数据处理方法、装置、电子设备及介质,通过本技术的实施例的技术方案,通过获取输入数据;根据预先配置的过滤参数,在预先存储的查找表中查找与所述输入数据对应的目标输出位宽,其中,所述预先存储的查找表至少包括输入数据位宽、抽取速率、滤波器微分延迟、滤波器级数和输出位宽下的数据峰值的对应关系;所述过滤参数至少包括所述抽取速率和所述滤波器级数;根据所述目标输出位宽,采用级联积分器对所述输入数据进行积分处理,得到积分后数据;根据所述目标输出位宽,采用抽取器对所述积分后数据进行抽取采样,得到采样数据;根据所述目标输出位宽,采用级联微分器对所述采样数据进行微分处理,得到与所述输入数据对应的过滤后数据,本技术实施例中增加位宽自适应控制单元实现不同抽取速率和级数下的位宽选择及有效数据位的控制,可有效避免滤波过程中毛刺的产生。

2、第一方面,本技术的一些实施例提供了一种滤波器的数据处理方法,包括:

3、获取输入数据;

4、根据预先配置的过滤参数,在预先存储的查找表中查找与所述输入数据对应的目标输出位宽,其中,所述预先存储的查找表至少包括输入数据位宽、抽取速率、滤波器微分延迟、滤波器级数和输出位宽下的数据峰值的对应关系;所述过滤参数至少包括所述抽取速率和所述滤波器级数;

5、根据所述目标输出位宽,采用级联积分器对所述输入数据进行积分处理,得到积分后数据;

6、根据所述目标输出位宽,采用抽取器对所述积分后数据进行抽取采样,得到采样数据;

7、根据所述目标输出位宽,采用级联微分器对所述采样数据进行微分处理,得到与所述输入数据对应的过滤后数据。

8、本技术的一些实施例通过增加位宽自适应控制单元实现不同抽取速率和级数下的位宽选择及有效数据位的控制,可有效避免滤波过程中毛刺的产生。

9、可选地,所述预先存储的查找表通过如下方式获得:

10、根据抽取速率和滤波器微分延迟,计算对数值;

11、根据所述对数值和滤波器级数,计算第一乘积;

12、根据所述第一乘积和输入数据位宽,计算初始输出位宽;

13、对所述初始输出位宽进行向上取整,得到输出位宽;所述输出位宽分别用于对积分器、抽取器、微分器及限幅输出单元进行处理;

14、将所述输入数据位宽、所述抽取速率、所述滤波器微分延迟、所述滤波器级数和所述输出位宽、所述输出位宽下的数据峰值的对应关系确定为所述查找表;

15、根据抽取速率和滤波器级数,计算得到输出位宽下的第一数据峰值。

16、本技术的一些实施例通过查找表和移位寄存器的方式实现了不同抽取速率下的位宽自适应调节及对计算过程中数据的滤波处理。

17、可选地,所述根据所述目标输出位宽,采用级联积分器对所述输入数据进行积分处理,得到积分后数据,包括:

18、采用移位运算,对所述目标输出位宽进行移位运算处理,得到第二数据峰值;所述第二数据峰值大于所述第一数据峰值;

19、在输入数据为有效数据的情况下,对输入数据进行一阶积分,得到一级积分后的数据;

20、计算所述输入数据和所述一阶积分后的数据进行加法运算,得到第一加法结果;

21、对所述第一加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到一级积分有效数据;

22、对所述一级积分后的数据进行二级积分运算,得到二级积分后的数据;

23、计算所述二级积分后的数据和所述一级积分后的数据的第二加法结果;

24、对所述第二加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到二级积分有效数据;

25、对所述二级积分后的数据进行三级积分运算,得到三级积分后的数据;

26、计算所述三级积分后的数据和所述二级积分后的数据的第三加法结果;

27、对所述第三加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到三级积分有效数据;

28、循环对所述n-1级积分后的数据进行n级积分运算,得到n级积分后的数据;

29、计算所述n级积分后的数据和所述n-1级积分后的数据的第n加法结果;

30、对所述第n加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到n级积分有效数据;

31、将所述n级积分有效数据确定为所述积分后数据,其中,n为滤波器级数,n为大于1的自然数。

32、本技术的一些实施例通过级联积分器实现对输入的比特流进行积分运算,内部通过加法器实现,可动态调整积分有效数据的位宽。

33、可选地,所述根据所述目标输出位宽,采用抽取器对所述积分后数据进行抽取采样,得到采样数据,包括:

34、获取内部计数器数值;

35、在所述内部计数器数值和所述预先设置的抽取速率相同的情况下,将抽取数据有效标志信号设置为有效预设值;

36、在检测到所述有效预设值的情况下,对所述n级积分结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到所述采样数据。

37、本技术的一些实施例,抽取器实现对积分后的数据进行抽取采样,并将采样结果保存在寄存器内部,可动态调整抽取有效数据的位宽。

38、可选地,所述根据所述目标输出位宽,采用级联微分器对所述采样数据进行微分处理,得到与所述输入数据对应的过滤后数据,包括:

39、对所述采样数据进行一次延迟处理,得到第一采样数据;

40、计算所述采样数据和所述第一采样数据的差值,得到第一差值;

41、对所述第一差值和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到一级微分数据;

42、对所述第一采样数据进行二次延迟处理,得到第二采样数据;

43、计算所述一级微分数据和所述第二采样数据的差值,得到第二差值;

44、对所述第二差值和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到二级微分数据;

45、对所述第n-1采样数据进行n次延迟处理,得到第n采样数据;

46、计算所述n-1级微分数据和所述第n采样数据的差值,得到第n差值;

47、对所述第n差值和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到n级微分数据,其中,n为滤波器级数,n为大于1的自然数。

48、本技术的一些实施例,级联微分器实现对抽取后数据的微分运算,内部通过减法器实现,可动态调整微分有效数据的位宽。

49、可选地,所述方法还包括:

50、根据所述位宽下第一数据峰值对微分后的数据进行限幅处理,得到限幅处理后的数据;

51、将所述限幅处理后的数据确定为所述过滤后数据。

52、本技术的一些实施例在积分、抽取以及微分运算过程中的数据进行限幅处理后得到微分后的数据,进而采用第一数据峰值对微分后的数据进行限幅处理,得到最终过滤后的目标数据,这样也可以有效避免运算过程中的毛刺。

53、第二方面,本技术的一些实施例提供了一种滤波器的数据处理装置,包括:

54、获取模块,用于获取输入数据;

55、查找模块,用于根据预先配置的过滤参数,在预先存储的查找表中查找与所述输入数据对应的目标输出位宽,其中,所述预先存储的查找表至少包括输入数据位宽、抽取速率、滤波器微分延迟、滤波器级数和输出位宽下的数据峰值的对应关系;所述过滤参数至少包括所述抽取速率和所述滤波器级数;

56、积分模块,用于根据所述目标输出位宽,采用级联积分器对所述输入数据进行积分处理,得到积分后数据;

57、抽取模块,用于根据所述目标输出位宽,采用抽取器对所述积分后数据进行抽取采样,得到采样数据;

58、微分模块,用于根据所述目标输出位宽,采用级联微分器对所述采样数据进行微分处理,得到与所述输入数据对应的过滤后数据。

59、本技术的一些实施例通过增加位宽自适应控制单元实现不同抽取速率和级数下的位宽选择及有效数据位的控制,可有效避免滤波过程中毛刺的产生。

60、可选地,所述预先存储的查找表通过如下方式获得:

61、根据抽取速率和滤波器微分延迟,计算对数值;

62、根据所述对数值和滤波器级数,计算第一乘积;

63、根据所述第一乘积和输入数据位宽,计算初始输出位宽;

64、对所述初始输出位宽进行向上取整,得到输出位宽;所述输出位宽分别用于对积分器、抽取器、微分器及限幅输出单元进行处理;

65、将所述输入数据位宽、所述抽取速率、所述滤波器微分延迟、所述滤波器级数和所述输出位宽、所述输出位宽下的数据峰值的对应关系确定为所述查找表;

66、根据抽取速率和滤波器级数,计算得到输出位宽下的第一数据峰值。

67、本技术的一些实施例通过查找表和移位寄存器的方式实现了不同抽取速率下的位宽自适应调节及对计算过程中数据的滤波处理。

68、可选地,所述积分模块,用于:

69、采用移位运算,对所述目标输出位宽进行移位运算处理,得到位宽峰值第二数据峰值;

70、在输入数据为有效数据的情况下,对输入数据进行一阶积分,得到一级积分后的数据;

71、计算所述输入数据和所述一阶积分后的数据进行加法运算,得到第一加法结果;

72、对所述第一加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到一级积分有效数据;

73、对所述一级积分后的数据进行二级积分运算,得到二级积分后的数据;

74、计算所述二级积分后的数据和所述一级积分后的数据的第二加法结果;

75、对所述第二加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到二级积分有效数据;

76、对所述二级积分后的数据进行三级积分运算,得到三级积分后的数据;

77、计算所述三级积分后的数据和所述二级积分后的数据的第三加法结果;

78、对所述第三加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到三级积分有效数据;

79、循环对所述n-1级积分后的数据进行n级积分运算,得到n级积分后的数据;

80、计算所述n级积分后的数据和所述n-1级积分后的数据的第n加法结果;

81、对所述第n加法结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑运算,得到n级积分有效数据;

82、将所述n级积分有效数据确定为所述积分后数据,其中,n为滤波器级数,n为大于1的自然数。

83、本技术的一些实施例通过级联积分器实现对输入的比特流进行积分运算,内部通过加法器实现,可动态调整积分有效数据的位宽。

84、可选地,抽取模块用于:

85、获取内部计数器数值;

86、在所述内部计数器数值和所述预先设置的抽取速率相同的情况下,将抽取数据有效标志信号设置为有效预设值;

87、在检测到所述有效预设值的情况下,对所述n级积分结果和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到所述采样数据。

88、本技术的一些实施例,抽取器实现对积分后的数据进行抽取采样,并将采样结果保存在寄存器内部,可动态调整抽取有效数据的位宽。

89、可选地,所述微分模块,用于:

90、对所述采样数据进行一次延迟处理,得到第一采样数据;

91、计算所述采样数据和所述第一采样数据的差值,得到第一差值;

92、对所述第一差值和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到一级微分数据;

93、对所述第一采样数据进行二次延迟处理,得到第二采样数据;

94、计算所述一级微分数据和所述第二采样数据的差值,得到第二差值;

95、对所述第二差值和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到二级微分数据;

96、对所述第n-1采样数据进行n次延迟处理,得到第n采样数据;

97、计算所述n-1级微分数据和所述第n采样数据的差值,得到第n差值;

98、对所述第n差值和所述第二数据峰值进行按位与逻辑处理,得到n级微分数据,其中,n为滤波器级数,n为大于1的自然数。

99、本技术的一些实施例,级联微分器实现对抽取后数据的微分运算,内部通过减法器实现,可动态调整微分有效数据的位宽。

100、可选地,所述微分模块用于:

101、根据所述位宽下第一数据峰值对微分后的数据进行限幅处理,得到限幅处理后的数据;

102、将所述限幅处理后的数据确定为所述过滤后数据。

103、本技术的一些实施例在积分、抽取以及微分运算过程中的数据进行限幅处理后得到微分后的数据,进而采用第一数据峰值对微分后的数据进行限幅处理,得到最终过滤后的目标数据,这样也可以有效避免运算过程中的毛刺。

104、第三方面,本技术的一些实施例提供一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中,所述处理器执行所述程序时可实现如第一方面任一实施例所述的滤波器的数据处理方法。

105、第四方面,本技术的一些实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时可实现如第一方面任一实施例所述的滤波器的数据处理方法。

106、第五方面,本技术的一些实施例提供一种计算机程序产品,所述的计算机程序产品包括计算机程序,其中,所述的计算机程序被处理器执行时可实现如第一方面任一实施例所述的滤波器的数据处理方法。


技术特征:

1.一种滤波器的数据处理方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的滤波器的数据处理方法,其特征在于,所述预先存储的查找表通过如下方式获得:

3.根据权利要求1所述的滤波器的数据处理方法,其特征在于,所述根据所述目标输出位宽,采用级联积分器对所述输入数据进行积分处理,得到积分后数据,包括:

4.根据权利要求3所述的滤波器的数据处理方法,其特征在于,所述根据所述目标输出位宽,采用抽取器对所述积分后数据进行抽取采样,得到采样数据,包括:

5.根据权利要求4所述的滤波器的数据处理方法,其特征在于,所述根据所述目标输出位宽,采用级联微分器对所述采样数据进行微分处理,得到与所述输入数据对应的过滤后数据,包括:

6.根据权利要求5所述的滤波器的数据处理方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.一种滤波器的数据处理装置,其特征在于,所述装置包括:

8.根据权利要求7所述的滤波器的数据处理装置,其特征在于,所述预先存储的查找表通过如下方式获得:

9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中,所述处理器执行所述程序时可实现权利要求1-6中任意一项权利要求所述的滤波器的数据处理方法。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时可实现权利要求1-6中任意一项权利要求所述的滤波器的数据处理方法。


技术总结
本申请实施例提供一种滤波器的数据处理方法、装置、电子设备及介质,该方法包括:获取输入数据;根据预先配置的过滤参数,在预先存储的查找表中查找与输入数据对应的目标输出位宽;根据目标输出位宽,采用级联积分器对输入数据进行积分处理,得到积分后数据;根据目标输出位宽,采用抽取器对积分后数据进行抽取采样,得到采样数据;根据目标输出位宽,采用级联微分器对采样数据进行微分处理,得到与输入数据对应的过滤后数据,本申请实施例中增加位宽自适应控制单元实现不同抽取速率和级数下的位宽选择及有效数据位的控制,可有效避免滤波过程中毛刺的产生。

技术研发人员:周禹,覃陆奥
受保护的技术使用者:北京中科昊芯科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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