一种插值方法、装置、存储介质及计算设备与流程

本发明涉及数字信号处理领域，更具体地，涉及一种插值方法、装置、存储介质及计算设备。

背景技术：

1、在诸如涉及语音数据、图像数据、通信数据、过程数据（例如，自适应滤波器系数数据）等数据的处理的数字信号处理领域中，人们经常需要基于已知的数字数据来获取未知的数字数据，以更准确、快速地恢复原始的语音、图像或通信内容或者确定更匹配的过程数据（例如，自适应滤波器系数数据）等。

2、在数字信号处理的实际电路实现中，通常难以近似实时地产生或者难以用较低的延迟作为代价来产生一些复杂的函数信号（例如，三角函数、滤波器系数等）。在这种情况下，在实际电路实现时通常将这些复杂函数的一部分采样点（例如，通常是满足使用精度要求的等间隔的参考采样点）的数值预先存储在数据表中，在实际使用过程中通过查找数据表以及在必要时进行插值来获得实际采样点所对应的数值。

3、现有技术中通常采用一维数据表（即，数据表中的数据只在一个维度上进行编号和查找）作为查找表，因此，在需要进行插值时，需要在该一维查找表中找到所有参考点数据（即，预存储的参考采样点的值及其所对应的数值）。例如，当存储多个不同的数值序列时，则可以按照多个不同的数值序列各自对应的步进值在该一维数据表内依次进行查找，将所需要的数值序列所对应的所有参考点数据逐个查出来。例如，由于是一维表，且当存储多个不同的数值序列时，其各自的步进值可以是不固定的，因此，查表操作速度慢，导致了无法通过插值快速地恢复原始的语音、图像或通信内容或者确定更匹配的过程数据（例如，自适应滤波器系数数据）等。

4、因此，需要提出一种插值方法来快速地获取所需的数据。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上面描述的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种插值方法，所述方法包括：

3、获取第一参数ratio；

4、基于所述第一参数获取用于计算插值第一数据的原始第一数据序列；

5、基于插值计算获取所述插值第一数据，以获取经插值的第一数据序列，

6、其中，所述原始第一数据序列来自预先存储的二维数据表或三维数据表，所述第一参数为用于指示所述原始第一数据序列在所述二维数据表或所述三维数据表的第一维度上的位置的索引参数。

7、基于上述技术方案，例如，可以实现快速查表。例如，由于采用二维数据表，查表时，不需要（只能在一个维度上）设计复杂的跳动式检索逻辑，也不需要查遍整张大表（现有技术的一维数据表），可以提升检索效率（例如，相对于现有技术减少了查表引入的时延，改善了后续处理的实时性）。

8、基于上述技术方案，例如，还可以使用多张子表（即，三维数据表），以进一步提升检索效率。例如，以上技术方案也便于根据应用需求，进行例如系数表的分区，即增加一个检索维度，根据不同的ratio值先检索不同的子系数表（即，二维数据表），可以进一步提升检索效率。

9、由于检索效率提高，因此，基于上述技术方案，可以快速地获取所需的数据（即，经插值的第一数据序列）。

10、可选地，所述方法还包括：

11、基于所述第一参数获取第二参数km；

12、基于所述第二参数获取第二数据的输入序列；

13、基于所述经插值的第一数据序列和所述第二数据的输入序列进行卷积计算，以获取所述第二数据的输出序列，

14、其中，所述第一特征值为第二数据的输入采样率fsin与所述第二数据的输出采样率fsout之间的比率，所述第二参数为用于获取所述第二数据的输入序列的索引参数，所述第一数据序列包括fir滤波器系数序列，所述第二数据包括音频数据。

15、基于上述技术方案，可以快速地获取所要恢复的数据（即，第二数据的输出序列）。

16、可选地，所述方法还包括：

17、确定设计参数，以获取原型滤波器系数集合；

18、对所述原型滤波器系数集合中的系数进行循环移位，以获取移位滤波器系数集合；

19、将所述原型滤波器系数集合和所述移位滤波器系数集合预先存储在所述二维数据表或所述三维数据表中，

20、其中，所述设计参数包括用于确定所述fir滤波器系数序列的fir滤波器的截止频率，所述二维数据表或所述三维数据表的第二维度为滤波器系数集合的总数目grp_num，所述二维数据表或所述三维数据表的第三维度为滤波器系数集合中的滤波器系数的总数目taps。

21、基于上述技术方案，可以使制表更容易。例如，制表时，只需要设计低阶原型滤波器，以及通过在时间维度上对其进行移动而获得不同相位时的系数，并将其拼接成表即可。因此，可以不需要设计高阶原型滤波器，降低了滤波器设计难度。

22、例如，现有技术的做法是设计一个原型滤波器，其截止频率为fc/m，m为相数（可以理解为group num或grp_num，例如，为了获得较好的snr特性，m可以设计为256，fc可以理解为基带信号的带宽（例如，有效音频信号频率的最大值）），在设计时过渡带也很窄，不容易设计出符合通阻带波纹要求的滤波器。

23、基于上述技术方案，在设计原型滤波器时，可以将截止频率设置为fc，因为其远大于现有技术中使用的fc/m，所以设计时过渡带较宽，更容易设计出符合通阻带波纹要求的滤波器。

24、例如，通过在时间维度上对该原型滤波器进行移动，可以获得对应于不同时延（相位）的多个（group num个）滤波器的系数（即，一组滤波器的系数），例如，可以采用二维表的形式进行存储。

25、可选地，所述方法还包括：

26、基于所述第一参数获取第三参数delta；

27、获取第四参数tcur；

28、基于所述第三参数和所述第四参数获取第五参数k和第六参数k+1；

29、基于所述第五参数和所述第六参数查找所述二维数据表或所述三维数据表，以获取所述原始第一数据序列，

30、其中，所述第三参数为所述第二数据的输出序列的采样间隔。

31、基于上述技术方案，例如可以实现快速查表（即，同之前的技术方案，可以提升检索效率）。以查表以进行线性插值计算为例，只需要根据delta值计算出组索引号k，然后在表中的grp_num这个维度上检索到第k和k+1行系数，抽取出来使用即可。

32、根据本发明的第二方面，提供了一种插值装置，所述装置包括：

33、第一获取模块，用于获取第一参数ratio；

34、第二获取模块，用于基于所述第一参数获取用于计算插值第一数据的原始第一数据序列；

35、第一计算模块，用于基于插值计算获取所述插值第一数据，以获取经插值的第一数据序列，

36、其中，所述原始第一数据序列来自预先存储的二维数据表或三维数据表，所述第一参数为用于指示所述原始第一数据序列在所述二维数据表或所述三维数据表的第一维度上的位置的索引参数。

37、可选地，所述装置还包括：

38、第三获取模块，用于基于所述第一参数获取第二参数km；

39、第四获取模块，用于基于所述第二参数获取第二数据的输入序列；

40、第二计算模块，用于基于所述经插值的第一数据序列和所述第二数据的输入序列进行卷积计算，以获取所述第二数据的输出序列，

41、其中，所述第一特征值为第二数据的输入采样率fsin与所述第二数据的输出采样率fsout之间的比率，所述第二参数为用于获取所述第二数据的输入序列的索引参数，所述第一数据序列包括fir滤波器系数序列，所述第二数据包括音频数据。

42、可选地，所述装置还包括：

43、原型滤波器获取模块，用于确定设计参数，以获取原型滤波器系数集合；

44、移位滤波器系数获取模块，用于对所述原型滤波器系数集合中的系数进行循环移位，以获取移位滤波器系数集合；

45、制表模块，用于将所述原型滤波器系数集合和所述移位滤波器系数集合预先存储在所述二维数据表或所述三维数据表中，

46、其中，所述设计参数包括用于确定所述fir滤波器系数序列的fir滤波器的截止频率，所述二维数据表或所述三维数据表的第二维度为滤波器系数集合的总数目grp_num，所述二维数据表或所述三维数据表的第三维度为滤波器系数集合中的滤波器系数的总数目taps。

47、可选地，所述装置还包括：

48、第五获取模块，用于基于所述第一参数获取第三参数delta；

49、第六获取模块，用于获取第四参数tcur；

50、第七获取模块，用于基于所述第三参数和所述第四参数获取第五参数k和第六参数k+1；

51、第八获取模块，用于基于所述第五参数和所述第六参数查找所述二维数据表或所述三维数据表，以获取所述原始第一数据序列，

52、其中，所述第三参数为所述第二数据的输出序列的采样间隔。

53、根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述插值方法的步骤。

54、根据本发明的第四方面，提供了一种计算设备，包括存储器、处理器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，所述处理器执行所述程序时实现上述插值方法的步骤。

55、根据本发明的第二方面、第三方面和第四方面的各技术方案的技术效果同根据本发明的第一方面的相应技术方案的技术效果，不再赘述。