c - 如何在 C 中实现 IIR 滤波器？

Question

我正在尝试实现 IIR 滤波器。

我试图实现以下过滤器，但

FIR : y(n) = b0(x[n]) + ... +bM-1(x[n-M+1])

IIR : y(n) = {b0(x[n]) + ... +bM-1(x[n-M+1])} - {a1(y[n-1]) + ... +aN(y[n-N}

我对如何实现 y[n-1]..... 感到困惑.

这是我的代码。

void IIRFloat(double *coeffs_B, double *coeffs_A, double *input, double *output, int length, int filterLength)
{
    double bcc, acc;
    double *coeffa, *coeffb;
    double *inputp;
    double *outputp;
    int n,k;

    //filter length =7
    for (n = 0; n < length; n++) {
        coeffa = coeffs_A;
        coeffb = coeffs_B;
        inputp = &insamp[filterLength - 1 + n]; //insamp[6]~insamp[85]

        acc = 0;
        bcc = 0;

        for (k = 0; k < filterLength; k++) {
            bcc += (*coeffb++) * (*inputp--); //b[0] * x[6] + b[1] * x[5]...+b[6] * x[0]
        }

        for (k = 1; k < filterLength; k++) {
            acc += (*coeffa++) * (*output--); //a[1] * y[5] + a[2] * y[4]...+a[6] * y[0]
        }
        output[n] = bcc-acc;

    }
}

我不会在这里复制 memove 的代码寻求简洁的功能。

Answer 1

如果你真的想用指针来做:

void filter1(const double *b, const double *a, size_t filterLength, const double *in, double *out, size_t length) {
    const double a0 = a[0];
    const double *a_end = &a[filterLength-1];
    const double *out_start = out;
    a++;
    out--;
    size_t m;
    for (m = 0; m < length; m++) {
        const double *b_macc = b;
        const double *in_macc = in;
        const double *a_macc = a;
        const double *out_macc = out;
        double b_acc = (*in_macc--) * (*b_macc++);
        double a_acc = 0;
        while (a_macc <= a_end && out_macc >= out_start) {
            b_acc += (*in_macc--) * (*b_macc++);
            a_acc += (*out_macc--) * (*a_macc++);
        }
        *++out = (b_acc - a_acc) / a0;
        in++;
    }
}

我将这个算法的结果与 MATLAB 的过滤函数进行了比较。

备注 :如果您将系数归一化(即 a0 == 1 )，您可以获得很大的性能提升。为此，您只需将 a 分开即可。和 b vector 来自 a0 , 然后就不用除 b_acc - a_acc来自 a0在每次迭代中。