我的项目是 C 语言，CodeBlocks 是我的 IDE，我在 Windows Vista 上运行。我需要对我的数据应用巴特沃斯过滤器。我可以使用 Matlab 自动执行此操作，因为它具有这个（和其他）过滤器作为内置函数。计算机和编程并不完全是我的领域，我从未“导入”一个新库，也不知道如何做到这一点。复杂吗？我最好做什么？把巴特沃斯滤波器的代码写成一个函数？或“导入”一个库来为我做这件事？（就个人而言，如果不是那么复杂，我更喜欢获得一个库，因为它可能有其他类型的过滤器，我也可以测试）
Louis Branco
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我们必须对我最近参与的一个项目的一些数据应用巴特沃斯过滤器。（压力测量会随着时间的推移而漂移，因为测量仪器会升温。）它实际上比包含一个库更简单。您实际上只需要包含一个函数并将其添加到您需要使用它的任何 C 文件中。
这是我们用来生成过滤器的站点：
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
如果您指定参数，它将为您生成函数。这是我们在应用程序中使用的函数的示例，基于上述网站生成的代码。（我们 typedef DOUBLE 是因为它是在 PC 上开发的，但针对的是嵌入式平台——我们需要确保大小不会改变。）
我喜欢阅读这个网站，很高兴终于有东西可以贡献了！
/* Butterworth filter constants */
#define NZEROS 4
#define NPOLES 4
static DOUBLE xv[NZEROS+1], yv[NPOLES+1];
/* Sampling rate 3000 for testing existing */
/* raw data. Change to 300 for final product */
#define SAMPLING_RATE 3000
/*******************************************************************************
* Function: ButterworthFilter
*
* Description: This function uses the Butterworth filter and returns a new
* value for an individual floating point value.
*
* Access: PRIVATE
*
* Parameters: DOUBLE input - value to be converted
*
* Globals: None
*
* Returns: DOUBLE - new value that has been converted
******************************************************************************/
static DOUBLE ButterworthFilter (DOUBLE input)
{
/* http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/cgi-bin/mkfscript */
/* Butterworth Bandpass filter */
/* 2nd order */
/* sample rate - choice of 300 or 3000 Hz */
/* corner1 freq. = 0.5 or 1 Hz */
/* corner2 freq. = 20 Hz */
/* removes high and low frequency noise */
DOUBLE dCoefficient1 = 0.0;
DOUBLE dCoefficient2 = 0.0;
DOUBLE dCoefficient3 = 0.0;
DOUBLE dCoefficient4 = 0.0;
DOUBLE dCoefficient5 = 0.0;
DOUBLE dGain = 0.0;
/* coefficients will vary depending on sampling rate */
/* and cornering frequencies */
switch(SAMPLING_RATE)
{
case 300:
/* 1 to 20 Hz */
dCoefficient1 = 2.0;
dCoefficient2 = -0.5698403540;
dCoefficient3 = 2.5753677309;
dCoefficient4 = -4.4374523505;
dCoefficient5 = 3.4318654424;
dGain = 3.198027802e+01;
break;
case 3000:
default:
/* 0.5 to 20 Hz */
dCoefficient1 = 2.0;
dCoefficient2 = -0.9438788347;
dCoefficient3 = 3.8299315572;
dCoefficient4 = -5.8282241502;
dCoefficient5 = 3.9421714258;
dGain = 2.406930558e+03;
break;
}
xv[0] = xv[1];
xv[1] = xv[2];
xv[2] = xv[3];
xv[3] = xv[4];
xv[4] = (DOUBLE)(input / dGain);
yv[0] = yv[1];
yv[1] = yv[2];
yv[2] = yv[3];
yv[3] = yv[4];
yv[4] = (DOUBLE)((xv[0] + xv[4]) - (dCoefficient1 * xv[2]) + (dCoefficient2 * yv[0]) +
(dCoefficient3 * yv[1]) + (dCoefficient4 * yv[2]) +
(dCoefficient5 * yv[3]));
return (yv[4]);
}
于 2009-03-20T04:27:33.970 回答
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几乎可以肯定，使用经过良好测试的外部库（假设您可以找到一个....尝试过 Google 吗？）比自己编写一个重要的过滤器更简单、更安全。
但是，由于您没有提及您的应用程序、您的数据格式等，我们可以告诉您的信息不多。
我对您的 IDE (CodeBlocks) 的工作原理一无所知，但导入通常采用以下三种形式之一，具体取决于您如何使用该库（详细信息如下）：
- 您获得一个或多个功能的源代码（希望有好的文档）：阅读文档，将代码复制到适当的目录，将文件添加到项目中，尝试编译，修复丢失的预处理器符号等...
- 您为您的平台获得了一个普通的二进制库和头文件（可能来自您的操作系统包管理系统）：阅读文档，告诉 IDE 在哪里可以找到头文件和库，尝试链接，修复问题......
- 您获得了一个提供功能的框架：这有点麻烦，但它也是从阅读文档开始的，然后可能会像库案例一样进行，但要编写更多代码......
无论如何，你会在某个时候做
#include "library.h"
在您的一些源文件中，使外部功能对您的代码可见。
可能你想先找到一个候选库，看看它以什么形式提供，然后阅读更多关于你的 IDE 的信息，看看你从那里去哪里。
另一个可能与您的需求相关的 SO 问题：模拟电路仿真库？.
我已经很久没有使用 matlab 了，但如果这是你的基本编程经验，你应该知道matlab 提供给你的很多功能不是普通的 vanilla c。你几乎肯定想使用一些框架或另一个来给你一些支持。
于 2009-03-20T03:37:39.907 回答
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如果您使用的是 Matlab，从您的 C 代码链接到 Matlab 是否禁忌？ 这是一个起点。实际上，您可以通过从 C 调用 Matlab 引擎来要求 Matlab 引擎执行您可以在 Matlab 接口中执行的任何操作。
Butterworth 滤波器是递归的，所以它应该被实现为 IIR 滤波器。一旦您从 Matlab 测试中获得了稳定的滤波器系数，您就可以简单地将它们提供给通用 IIR 算法（非常简单）。您可以使用大型 FIR 滤波器和卷积来近似滤波器响应，可以将其移至频域以解决相位问题，但如果您这样做，它就不是真正的巴特沃斯。
我建议从头开始构建一个算法作为学习练习，但如果您需要尽快使用它，可能有许多库可以帮助您。 这是在搜索中出现的。
于 2009-03-20T04:25:59.247 回答
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于 2009-10-16T22:23:19.230 回答
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这是最好的过滤器生成器 http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/trad.html
不幸的是，它在 C 代码生成时开始失败。但是，它以接近 C 代码的形式发出了足够的信息，以便您可以重现类似于Mike 提出的程序。您不需要任何额外的库。当您想要更新系数（可变截止频率）时，库可能很有用。我不知道在您的程序中计算这些系数的算法。
于 2013-05-27T16:23:47.190 回答