数字滤波器，Java 中的数学，

Question

我需要您的帮助，感谢您阅读我的问题！ 我目前正在编写一个使用 Direket Form 2 转置过滤器的 java 程序。我知道 Matlab 中的函数过滤器可以做到这一点，但我必须使用 Java。 那么有谁知道你要实现这个 Direkt Form 2 Transposed ，这个数学函数：

y(n) = b(1)*x(n) + b(2)*x(n-1) + ... + b(nb+1)*x(n-nb) - a(2)*y(n-1) - ... - a(na+1)*y(n-na)

任何编程语言？所需要的只是希望指向 wrigth 方向，所以我可以弄清楚！也许有一个 C Lib 实现了一些 matlab 函数，什么都可以。

感谢您的宝贵时间

你的电子

跟进：

我尝试了几天来了解您的功能，但我不能。

这是来自Matlab的函数：过滤器

http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/index.html?/access/helpdesk/help/techdoc/ref/filter.html&http://www.google.de/search?hl=de&q=filter+matlab&btnG=Google-Suche&meta=&aq=f&oq=

我只知道我在 matlab 中使用这样的函数：

newArray = filter(1,LPC_Faktor,OldArray)

我所要做的就是实现过滤功能。

那么你能再帮忙吗？

谢谢

电子

Answer 1

无论您使用哪种语言，直接形式 II 转置结构都非常简单。

例如，在 C 中，它可能是这样的：

float myFilter( float u)
{
  static float[nb] x = {0,0,0,...,0);  // initialize x
  static float[na] y = {0,0,0,...,0);  // initialize y
  static float b1 = ....;  // put b(1) here
  static float[nb] b = {...,...,...,...,...}; // put b(2) to b(nb+1) here
  static float[na] a = {...,...,...,...,...}; // put a(2) to a(na+1) values here

  // initialization
  float sum = 0;
  int i=0;

  // compute the value
  for(i=0;i<nb;i++)
    sum += b[i]*x[i];
  for(i=0;i<na;i++)
    sum -= a[i]*y[i];
  sum += b1*u;

  // prepare the values for the next time
  for(i=1;i<nb;i++)
    x[i] = x[i-1];
  x[0] = u;
  for(i=1;i<na;i++)
    y[i] = y[i-1];
  y[0] = sum;

  // return the value
  return sum;
}

我没有测试代码，但它是这样的。

直接形式 II 转置是实现 FIR 滤波器的最简单形式（在数值上，特别是在定点中，它不是最好的，但它是需要较少操作的形式）。

当然，可以有更好的实现（例如，使用循环数组）。如果需要，我也可以提供。

编辑：我回答得太快了。你提供的算法

y(n) = b(1)x(n) + b(2)x(n-1) + ... + b(nb+1)x(n-nb) - a(2)y(n-1) - ... - a(na+1)*y(n-na)

不是直接形式 II，而是直接形式 I。它需要存储 na+nb 值（n 是您的过滤器的顺序），而直接形式 II 只需要 max(na,nb)。 用于直接形式 II 的算法是

e(n) = u(n) - a(1)*e(n-1) - a(2)*e(n-2) - ... - a(na)*e(n-na)
y(n) = b(1)*e(n-1) + b(2)*e(n-2) + ... + b(nb)*e(n-nb)

告诉我你是否需要这个表格。

Answer 2

经过长时间的搜索，我找到了答案，

谢谢你展示了正确的方式：

filter(int ord, float *a, float *b, int np, float *x, float *y)
{
    int i,j;
    y[0]=b[0] * x[0];
    for (i=1;i<ord+1;i++)
    {
        y[i]=0.0;
        for (j=0;j<i+1;j++)
            y[i]=y[i]+b[j]*x[i-j];
        for (j=0;j<i;j++)
            y[i]=y[i]-a[j+1]*y[i-j-1];
    }
    /* end of initial part */
    for (i=ord+1;i<np+1;i++)
    {
        y[i]=0.0;
        for (j=0;j<ord+1;j++)
            y[i]=y[i]+b[j]*x[i-j];
        for (j=0;j<ord;j++)
            y[i]=y[i]-a[j+1]*y[i-j-1];
    }
} /* end of filter */