我的低通滤波器出了什么问题？

Question

我有一个int样本数组,范围从32766到-32767.在尝试创建包络检测器的过程中,我编写了一个低通滤波器,但它似乎没有完成这项工作.请记住,我试图一次性过滤整个阵列(没有缓冲区).

这不是流式传输,而是应用于录制的音频以供以后播放.它用C语言编写.截止参数的例子是0.5.

void lopass(int *input, float cutoff, int *output) 
{

float sample = 0;

for (int i=1 ; i < (1430529-10); i++) // we will go through all except the last 10 samples 
{
    for (int j = i; j < (i+10); j++) { // only do this for a WINDOW of a hundred samples

        float _in = (float)input[j];
        float _out = (float)output[j-1];

         sample = (cutoff * _in) + (32766 - (32766*cutoff)) * _out;

    }

    output[i] = (int)sample;
}

}

我以为我会在10个样本的窗口上运行我的过滤语句.它不仅速度超慢,而且实际上做得不多,但整体幅度似乎更低.\

如果您对如何正确地做到这一点有任何建议或建议(或代码!),那就太棒了!

Answer 1

低通滤波器基本上是将多个值平均在一起的一些变体.这意味着至少在正常情况下,您的内部循环将累积一个值.很难从你的代码中猜出确切的意图,但你最终会得到一些非常一般的顺序:

sample = 0;
for (int j=i; j<i+10; j++)
    sample += input[j];
output[i] = sample / 10;

就目前而言,这只是进行平均,没有指定截止 - 这意味着它具有固定(且相当慢)的截止曲线.截止值仅受窗口中样本数量的控制.

要控制截止,您(至少通常)不会将所有输入值乘以相同的量 - 这基本上只是修改比例因子.相反,您需要一组要应用的截止曲线的样本(在您的情况下为10个),通过逆FFT运行它们,并获得一组10个系数.然后,在循环中应用这些系数:

sample = 0;
for (j=0; j<10; j++)
   sample += input[i+j] * coefficients[j];
output[i] = sample;

窗口中的样本数通常不是设计过程的输入 - 而是输出.首先,指定截止频率(作为采样频率的一部分)和截止宽度,并根据您计算所需窗口大小的截止频率.

有很多不同的技术可用于计算系数.然而,无论你如何计算它们,你通常会在这个一般顺序上得到一些东西 - 在窗口中累积样本的总和,每个都乘以它各自的系数.

几年前EE时代有一篇关于滤波器设计的文章.