數(shù)字信號數(shù)據(jù)位寬截位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及數(shù)字信號數(shù)據(jù)位寬截位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)字信號處理過程中，數(shù)字濾波器是最為常見的信號處理方式。而濾波器中的 位寬是往往在信號的信噪比、濾波效果等方面起著至關(guān)重要的作用，尤其在級聯(lián)數(shù)字濾波 器中。
[0003] 在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，經(jīng)常需要對數(shù)據(jù)位寬進(jìn)行截位處理，數(shù)據(jù)截位處理往往對 信號處理過程中的信號質(zhì)量、信噪比等方面有著至關(guān)重要的作用，只有對信號處理做較為 合理的位寬截取或擴(kuò)展，才能更加準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)字信號處理。
[0004] 目前現(xiàn)有技術(shù)中主要的截位處理方法由如下幾種:一根據(jù)信號的輸入進(jìn)行調(diào)試修 改，即進(jìn)行固定截取;二根據(jù)不同的設(shè)置信號改變截取位寬，即手動改變截取。不管是固定 截取還是手動截取，都無法充分利用信號的位寬，提高信號處理過程中的處理精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字信號數(shù)據(jù)位寬截位方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種數(shù)字信號數(shù)據(jù)位寬截位方法，其特征是，包括如 下步驟：
[0007] (1)信號估計，對數(shù)字信號的幅度進(jìn)行估計；
[0008] (2)高位判別，通過信號的幅度參量的高位判別，得出輸入信號的幅度占用最大值 有效位寬，輸出最大值位數(shù)以及數(shù)字信號處理形式；
[0009] (3)變位處理，根據(jù)所述最大值位數(shù)以及數(shù)字信號處理形式，計算數(shù)據(jù)輸出總位 寬；
[0010] (4)數(shù)據(jù)截取，根據(jù)數(shù)據(jù)總位寬，對數(shù)字信號的位寬進(jìn)行截取或擴(kuò)展。
[0011]優(yōu)選地，所述第(1)步的估計方法為貝葉斯估計法或最大似然估計法。
[0012]優(yōu)選地，所述第(2)步中的最大值有效位寬通過以下步驟實現(xiàn):通過相鄰兩兩數(shù)據(jù) 位從高到低逐級取同取或后，第一次出現(xiàn)〇時，兩個數(shù)據(jù)位中的高位即為最大值有效位寬。 [0013]優(yōu)選地，所述第(4)步中的對數(shù)字信號的位寬進(jìn)行截取或擴(kuò)展的判斷步驟如下：
[0014] 假設(shè)系統(tǒng)輸入信號有效位寬為m，處理數(shù)字信號后的系數(shù)位寬為k，數(shù)據(jù)輸出位寬 為h，則：
[0015] 若h〈m+k時，對數(shù)字信號處理的信號輸出進(jìn)行有效位高位截?。?br>[0016] 若h=m+k時，對數(shù)字信號處理的信號輸出進(jìn)行低位截?。?br>[0017] 若h>m+k時，對數(shù)字信號處理的信號輸出截位作為系統(tǒng)輸出信號的高位，并對其余 低位做補零擴(kuò)展。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0019] 通過對系統(tǒng)輸入信號的信號估計，作出信號幅度值參量估計，對系統(tǒng)輸出信號的 位寬進(jìn)行自適應(yīng)型的調(diào)整，以充分利用信號的有效位寬，進(jìn)而提高數(shù)字信號處理過程中的 信號處理精度。
【附圖說明】
[0020]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0021 ]圖1為本發(fā)明數(shù)字信號數(shù)據(jù)位寬截位方法的模塊化結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為參量估計問題模型示意圖；
[0023]圖3為絕對值代價函數(shù)曲線圖；
[0024]圖4為均勻代價函數(shù)曲線圖；
[0025]圖5為平方代價函數(shù)曲線圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0027]參見附圖1，數(shù)字信號數(shù)據(jù)位寬自適應(yīng)截位處理辦法主要由信號估計、高位判別、 變位處理以及數(shù)據(jù)截取四部分組成。首先，信號估計實現(xiàn)對信號的幅度值的預(yù)估;其次，高 位判別通過信號估計的幅度值實現(xiàn)對信號最高位的判定;再次，變位處理依據(jù)高位判別完 成變位譯碼處理;最后，數(shù)據(jù)截取實現(xiàn)最終需要截取的數(shù)據(jù)位及位寬。
[0028]具體方法如下：
[0029] 1、信號估計
[0030] 信號估計主要是對信號幅度這一單一信號參量進(jìn)行估計。
[0031] 在許多實際問題中，需要測量信號的許多參量，由于噪聲干擾和信號隨機起伏變 化，無法準(zhǔn)確測量信號的幅度參量，只有用統(tǒng)計方法對其進(jìn)行某種意義上的最佳估計。
[0032] 假設(shè)，在(0，T)時間內(nèi)，觀測信號x(t)可表示為：
[0033] x(t) =s(t ； θ)+η(?) (1)
[0034] 其中，x(t)為信號觀測值;s(t)代表信號；Θ為信號的幅度參量;n(t)為噪聲，服從 正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)已知。
[0035] 參見附圖2,根據(jù)參量估計問題的基本模型，只需要通過觀測值來確定參量Θ的值， 觀測值可記為矢量：
[0036] χ=(χι，Χ2，Χ3···χν)τ (2)
[0037] 其中
[0038] (1)參量空間，即待估計參量Θ的取值空間。本次待估計參量只有一個，故而參量空 間為一維的，即一條直線。
[0039] (2)概率映射機制。觀測值X中含有參量Θ的信息，但是由于觀測過程中總是不可避 免的收到觀測噪聲的影響，因此觀測值是隨機變化的。條件概率密度函數(shù)Ρ(χ/Θ)反映了參 量空間到觀測空間的概率映射關(guān)系，即觀測值X對參量Θ的依賴關(guān)系。這種關(guān)系是通過X對Θ 進(jìn)tx估計的基礎(chǔ)。
[0040] (3)觀測空間是指觀測矢量X所構(gòu)成的空間。觀測空間的維數(shù)是由觀測次數(shù)決定 的。通常都是通過多次觀測進(jìn)行參量估計，因此觀測空間一般都是多維的。
[0041] (4)估計準(zhǔn)則即根據(jù)觀測矢量X構(gòu)造參量Θ的估計值％.v) = /(r)的準(zhǔn)則。由于先驗 知識、代價函數(shù)等因素的影響，存在不同的最優(yōu)估計準(zhǔn)則。另外，可能是X的線性函數(shù)， 也可能是非線性函數(shù)。
[0042] 常見的信號估計方法有貝葉斯估計、最大似然估計等，以貝葉斯估計為例：
[0043] 貝葉斯估計采用貝葉斯準(zhǔn)則，即尋找使得判決風(fēng)險(平均代價)達(dá)到最小的判決準(zhǔn) 貝1J。參量估計的代價函數(shù)一般為連續(xù)函數(shù)，待估計參量可以是單一參量，也可以使參量矢 量。對于單一參量估計，設(shè)待估計參量記為Θ，基于一組觀測值X對其進(jìn)行估計，估計值記為 I則代價函數(shù)可記為C的& =0-^表示估計誤差，通常代價函數(shù)可以表示為估計誤差 的單變量函數(shù)，因此代價函數(shù)一般表示為對于不同的問題可定義不同的代價函數(shù)，下 、^ .〇 面列出三種常用的代價函數(shù)。
[0044] 1)平均代價函數(shù)：
[0045]
⑶
[0046] 2)絕對值代價函數(shù)：
[0047]
(4)
[0048] 3)均勻代價函數(shù)：
[0049