C语言实现低通滤波器

在C语言中实现低通滤波器通常涉及到数字信号处理，可以使用离散傅立叶变换（DFT）和逆变换（IDFT）原理。一种常见的方法是巴特沃斯滤波器，它是一个线性相位滤波器，常用于音频处理等应用。下面是一个简单的模拟滤波器设计示例，通过IIR（无限 impulse response）结构：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

// 定义滤波器系数
#define FILTER_ORDER 4
#define CUT_OFF_FREQ 0.5 // 滤波截止频率

double b[FILTER_ORDER + 1] = {1}; // 直流分量
double a[FILTER_ORDER + 1];

void butterworth_lowpass(float *input, float *output, int sample_rate) {
    double omega_c = M_PI * CUT_OFF_FREQ; // 角频率
    for (int i = 1; i <= FILTER_ORDER; i++) {
        double denominator = 1;
        for (int j = 0; j < FILTER_ORDER + 1; j++) {
            if (j != i)
                denominator *= (omega_c * omega_c / ((float)i * (float)i - (float)j * (float)j));
        }
        b[i] /= denominator;
    }

    for (int i = 1; i <= FILTER_ORDER; i++)
        a[i] = -b[i];

    for (int n = 0; n < sample_rate; n++) {
        float input_sample = *input++;
        float output_sum = 0;

        for (int k = 0; k <= FILTER_ORDER; k++) {
            output_sum += b[k] * input_sample;
            input_sample -= a[k] * output_sum;
        }

        *output++ = output_sum;
    }
}

// 示例：输入和输出数组
float input_data[] = {/* your input data here */};
float output_data[/* size of input_data */];

// 调用滤波函数
butterworth_lowpass(input_data, output_data, sizeof(input_data)/sizeof(input_data[0]));