Uniform Cosine Modulated Filter Banks - A new cascade method based on window functions

Öz

Düzgün kosinüs modüleli süzgeç bankaları –pencere fonksiyonu tabanlı yeni bir kaskat yöntem

Öz

Bu çalışmada pencere fonksiyonları kullanılarak yeni bir kosinüs modüleli süzgeç bankası tasarımı önerilmiştir. Önerilen yöntemde süzgeç bankasının prototip süzgeci Kaiser pencere fonksiyonu ile Gaussian pencere fonksiyonunun kaskat kullanımıyla tasarlanmıştır. Önerilen prototip süzgeç ve ayrık kosinüs dönüşümü kullanılarak tasarlanan süzgeç bankası, dört farklı kanal sayısı ve farklı süzgeç uzunluğu değerleri için incelenmiştir. Önerilen yöntem, Kaiser ve Gaussian pencere fonksiyonları kullanılan yapılan tasarımlarla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre önerilen yöntemin tepe yeniden yapılandırma hatası (PRE) değeri açısından diğerlerinden daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Önerilen prototip süzgecin literatürden karşılaştırılan benzerlerine göre daha iyi durdurma bandı zayıflatması değerlerine sahip olduğu gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Cosine modulated filter bank,, Kaiser Window,,Gaussian Window,, Amplitude distortion,, peak reconstruction error

Kaynakça

1. [1] K. M. M. Prabhu, “Window Functions and their Applications in Signal Processing”: CRC Press, 2014.
2. [2] L. B. Jackson, Digital Filters and Signal Processing: With MATLAB Exercises: Kluwer Academic Publishers, 1996.
3. [3] J. F. Kaiser and R. W. Schafer, "Use of the Io-Sinh Window for Spectrum Analysis," Ieee Transactions on Acoustics Speech and Signal Processing, vol. 28, pp. 105-107, 1980.
4. [4] V. K. Ingle and J. G. Proakis, Digital Signal Processing Using MATLAB (3rd ed.). CL-Engineering 2011.
5. [5] F. J. Harris, "On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform," Proceedings of the Ieee, vol. 66, pp. 51-83, 1978.
6. [6] J. Rothweiler, "Polyphase quadrature filters--A new subband coding technique," in Acoustics, Speech, and Signal Processing, IEEE International Conference on ICASSP '83., 1983, pp. 1280-1283.
7. [7] H. S. Malvar, "Modulated Qmf Filter Banks with Perfect Reconstruction," Electronics Letters, vol. 26, pp. 906-907, Jun 21 1990.
8. [8] T. A. Ramstad and J. P. Tanem, "Cosine-Modulated Analysis-Synthesis Filterbank with Critical Sampling and Perfect Reconstruction," Icassp 91, Vols 1-5, pp. 1789-1792, 1991.

9. [9] R. D. Koilpillai and P. P. Vaidyanathan, "Cosine-Modulated Fir Filter Banks Satisfying Perfect Reconstruction," Ieee Transactions on Signal Processing, vol. 40, pp. 770-783, Apr 1992.
10. [10] G. Ozdemir and N. Karaboga, "A Review on the Meta-Heuristic Optimization Algorithms for Cosine Modulated Filter Banks," Artificial Intelligence Review, pp. 1-25, 2017.
11. [11] L. Milic, Multirate Filtering for Digital Signal Processing: MATLAB Applications: Information Science Reference - IGI Publishing, 2009.
12. [12] A. Datar, A. Jain, and P. C. Sharma, "Design of Kaiser window based optimized prototype filter for cosine modulated filter banks," Signal Processing, vol. 90, pp. 1742-1749, May 2010.
13. [13] M. Nasir, S. Sengupta, and S. Das, "Efficient Design of Cosine-Modulated Filter Banks Using Evolutionary Multi-objective Optimization," Swarm, Evolutionary, and Memetic Computing, (Semcco 2012), vol. 7677, pp. 785-792, 2012.
14. [14] S. Bergstrand, H. G. Scherneck, M. Lidberg, and J. M. Johansson, "BIFROST: Noise properties of GPS time series," Dynamic Planet: Monitoring and Understanding a Dynamic Planet with Geodetic and Oceanographic Tools, vol. 130, pp. 123-130, 2007.
15. [15] B. Ustun and K. Avci, "A New Hybrid Window based on Cosh and Hamming Windows for Nonrecursive Digital Filter Design," 2015 23rd Signal Processing and Communications Applications Conference (Siu), pp. 2282-2285, 2015.
16. [16] R. Arya and S. Jaiswal, "Design of Low pass FIR Filters using Kaiser Window Function with variable parameter Beta (β)," International Journal of Multidisciplinary and Current Research, vol. 3, pp. 220-224, 10 march 2015 2015.
17. [17] T. K. Roy and M. Morshed, "Performance Analysis of Low Pass FIR Filters Design Using Kaiser, Gaussian and Tukey Window Function Methods," 2013 2nd International Conference on Advances in Electrical Engineering (Icaee 2013), pp. 1, 2013.