Kolloquium - Details zum Vortrag
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Diplom-Vortrag: Entwurf von Filterbänken mit ungleichförmiger Frequenzauflösung
Andreas Friedrich
25. Januar 2013
14:00 Uhr
Hörsaal 4G IKS
Viele Algorithmen für die (adaptive) Sprach- und Audiosignalverarbeitung arbeiten im Frequenzbereich mittels einer Analyse-Synthese-Filterbank. Für derartige Zwecke ist eine ungleichförmige Filterbank, welche die ungleichförmige Zeit-Frequenzauflösung des menschlichen Gehörs nachbildet, von besonderem Interesse. Eine Möglichkeit eine derartige Filterbank zu entwerfen ist mittels einer Allpasstransformation, bei der die Verzögerungselemente einer gleichförmigen Filterbank durch Allpassfilter ersetzt werden.
In jüngster Zeit wurde ein neues numerisches Entwurfsverfahren für derartige allpass-transformierte Analyse-Synthese-Filterbänke entwickelt, welches auf einer konvexer Optimierung basiert. Es wurde für die diskrete Fourier Transformation (DFT) Filterbank hergeleitet und führt zu Filterbänken mit einem deutlich geringeren Rekonstruktionsfehler als für bestehende Verfahren. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher dieses leistungsstarke Entwurfsverfahren auf eine breitere Klasse von Filterbänken angewendet werden.
Ein Teil dieser Arbeit beinhaltet die Anwendung auf allpass-transformierte Filterbänke basierend auf einer diskreten Cosinus Transformation (DCT). Ein anderer Schwerpunkt ist die Anwendung auf nichtgleichförmige, zweikanalige Filterbänke mit kritischer Unterabtastung (sog. Quadratur-Spiegel-Filterbänke), die für Anwendungen in der Codierung von besonderem Interesse sind. Ein wesentliches Problem ist in beiden Fällen, dass das Entwurfsverfahren derart umformuliert werden muss das es konvex bleibt, da konvexe Optimierungsprobleme ein globales Optimum liefern und deutlich leichter zu lösen sind als nichtkonvexe Optimierungsprobleme. Die Performance der erhaltenen Filterbänke bzgl. ihres Rekonstruktionsfehlers, Bandpasscharakteristik der Teilbandfilter etc., wird mit der von entsprechenden bestehenden Filterbank-Entwurfsverfahren verglichen um die Eigenschaften und Grenzen des neuen Ansatzes aufzuzeigen.
