java实现IIR滤波器

### Java IIR滤波器实现方法

为了在Java中实现IIR（无限脉冲响应）滤波器，可以采用多种方式。一种常见的方式是手动编写基于差分方程的过滤逻辑；另一种更高效的方法则是使用现有的库，比如`iirj`。

#### 手动实现IIR滤波器

当直接编码时，通常会依据所需的传递函数构建相应的离散时间系统模型。下面是一个简单的例子，展示了如何创建一个基本的一阶低通IIR滤波器：

public class SimpleLowPassFilter {
    private double alpha;
    private double lastOutput;

    public SimpleLowPassFilter(double cutoffFrequency, double sampleRate) {
        this.alpha = Math.exp(-2 * Math.PI * cutoffFrequency / sampleRate);
        this.lastOutput = 0; // 初始化输出为零
    }

    public synchronized double filter(double inputSample) {
        double output = (inputSample - lastOutput) * alpha + lastOutput;
        lastOutput = output;
        return output;
    }
}

此代码片段展示了一种简单的一阶低通IIR滤波器的设计思路[^1]。

#### 使用 iirj 库简化开发过程

对于更加复杂的场景或是希望快速搭建原型的情况来说，借助成熟的第三方库往往能节省大量时间和精力。例如，`iirj`就是一个专门为Java开发者准备的强大工具包，能够轻松应对不同种类的IIR滤波需求。以下是利用该库进行高通滤波的一个实例：

import com.github.welshly.iir.IIR;
import com.github.welshly.iir.filters.ButterworthHighpass;

// 创建一个新的Butterworth型高通滤波器对象
final int order = 4; // 设置滤波器阶数
double frequencyHz = 50.0f; // 切除频率设为50赫兹
var highPassFilter = new ButterworthHighpass(order, frequencyHz);

for (int n = 0; n < data.length; ++n) {
    filteredData[n] = highPassFilter.filter(data[n]);
}

这段程序说明了怎样运用`iirj`中的预定义类来迅速配置并应用特定参数下的标准IIR滤波方案[^2]。