初始化一个无限脉冲响应(IIR)滤波器并对输入进行零相位数字滤波(zero-phase digital filtering)。
滤波过程分为正向滤波和反向滤波。x(n)将被存储在src中,滤波输出y(n)存储在dst中。下面简单解释零相位数字滤波器的原理。
数字信号的时域表示:
其中,h(n)为对应数字滤波器的冲激响应,y4(n)去掉首尾L个信号点即为对应输出序列。
频域表示:
由此可以推出:
即输出序列与输入序列之间没有相位偏移。
正向滤波器和反向滤波器的阶数由order指定。系数向量长度为2*(order+1),元素排列如下:
IIRIIRInit接受长度为order的延迟线向量,允许为空。若为空,将会用生成一个初始条件填充延迟线。
IIRIIR函数调用流程如下:
函数接口声明如下:
HmppResult HMPPS_IIRIIRInit_32f(HmppsIIRPolicy_32f **policy, const float *taps, int order, const float *dlyLine);
HmppResult HMPPS_IIRIIRInit_64f(HmppsIIRPolicy_64f **policy, const double *taps, int order, const double *dlyLine);
HmppResult HMPPS_IIRIIRGetDlyLine_32f(const HmppsIIRPolicy_32f *policy, float *dlyLine);
HmppResult HMPPS_IIRIIRGetDlyLine_64f(const HmppsIIRPolicy_64f *policy, double *dlyLine);
HmppResult HMPPS_IIRIIRSetDlyLine_32f(HmppsIIRPolicy_32f *policy, const float *dlyLine);
HmppResult HMPPS_IIRIIRSetDlyLine_64f(HmppsIIRPolicy_64f *policy, const double *dlyLine);
HmppResult HMPPS_IIRIIR_32f(const float *src, float *dst, int len, HmppsIIRPolicy_32f *policy);
HmppResult HMPPS_IIRIIR_64f(const double *src, double *dst, int len, HmppsIIRPolicy_64f *policy);
HmppResult HMPPS_IIRIIRRelease_32f(HmppsIIRPolicy_32f *policy);
HmppResult HMPPS_IIRIIRRelease_64f(HmppsIIRPolicy_64f *policy);
参数名 |
描述 |
取值范围 |
输入/输出 |
---|---|---|---|
taps |
指向滤波器系数的指针。 |
非空 |
输入 |
order |
IIR滤波器的阶数。 |
(0, INT_MAX] |
输入 |
src |
指向源向量指针。 |
非空 |
输入 |
dst |
指向目标向量的指针。 |
非空 |
输出 |
len |
源向量和目标向量长度。 |
[3 * order, INT_MAX] |
输入 |
dlyLine(init和setDly函数中) |
指向包含延迟线向量的指针。 |
向量可以为NULL,如果为NULL,则用初始条件填充延迟线。 |
输入 |
dlyLine(getDly函数中) |
指向延迟线值的指针。 |
非空 |
输出 |
policy(init函数中) |
指向内存存储IIRIIRPolicy的指针的指针。 |
非空 |
输出 |
policy(setDly函数中) |
指向IIRIIRPolicy结构体的指针。 |
非空 |
输入 |
policy(滤波函数中和release函数中) |
指向IIRIIRPolicy结构体的指针。 |
非空 |
输入 |
错误码 |
描述 |
---|---|
HMPP_STS_NO_ERR |
表示没有错误。 |
HMPP_STS_NULL_PTR_ERR |
任何指定的指针为空时错误。 |
HMPP_STS_LENGTh_ERR |
len小于或等于0时错误、或len<3*order。 |
HMPP_STS_DIV_BY_ZERO_ERR |
除0错误, |
HMPP_STS_CONTEXT_MATCH_ERR |
表示Policy状态不正确时出错(使用了错误的Init函数)。 |
HMPP_STS_MALLOC_FAILED |
Init函数中进行算法模型所需内存申请失败。 |
#define ORDER 4 #define TAPS_LEN ( (ORDER + 1) * 2) #define SRC_LEN 12 #define DLY_LEN ORDER void IIRIIRExample(void) { float taps[TAPS_LEN] = {0.0390, -0.1560, 0.2340, -0.1560, 0.0390, 1.0000, 0.9532, 0.7746, 0.2338, 0.0366}; float src[SRC_LEN] = {186, 431, 689, 206, 716, 90, 695, -153, 289, 291, 482, -21}; float dlySrc[DLY_LEN] = {123, 312, 781, 249}; float dlyDst[DLY_LEN]; float dst[SRC_LEN]; HmppsIIRPolicy_32f *policy = NULL; HmppResult result; result = HMPPS_IIRIIRInit_32f(&policy, taps, ORDER, dlySrc); printf("HMPPS_IIRIIRInit_32f result = %d\n", result); if (result != HMPP_STS_NO_ERR) { return; } result = HMPPS_IIRIIR_32f(src, dst, SRC_LEN, policy); printf("HMPPS_IIRIIR_32f result = %d\n", result); if (result != HMPP_STS_NO_ERR) { return; } int32_t i; printf("dstLen = %d\ndst =", SRC_LEN); for (i = 0; i < SRC_LEN; ++i) { printf(" %f", dst[i]); } HMPPS_IIRIIRGetDlyLine_32f(policy, dlyDst); printf("\ndlyDstLen = %d\ndlyDst =", DLY_LEN); for (i = 0; i < DLY_LEN; ++i) { printf(" %f", dlyDst[i]); } printf("\n"); HMPPS_IIRIIRRelease_32f(policy); policy = NULL; }
运行结果:
HMPPS_IIRIIRInit_32f result = 0 HMPPS_IIRIIR_32f result = 0 dstLen = 12 dst = 1265.131836 330.548798 -677.644104 32.452599 557.080872 -618.195129 370.672546 -161.901367 103.654419 -112.175522 88.226212 -16.978725 dlyDstLen = 4 dlyDst = -0.039000 0.117000 -0.117000 0.039000