java实现FIR滤波器(附完整源码)

时间: 2023-11-09 07:06:47 浏览: 64
下面是一个简单的Java实现FIR滤波器的代码,包括滤波器设计和信号处理两个部分。 首先是滤波器设计部分,其中定义了一个函数firCoefficients,它生成了FIR滤波器的系数。这里采用了一个经典的窗函数法进行滤波器设计,具体细节见代码注释。 ```java public class FIRFilter { private double[] coefficients; public FIRFilter(double[] coefficients) { this.coefficients = coefficients; } public double[] filter(double[] inputSignal) { int M = coefficients.length; int N = inputSignal.length; double[] outputSignal = new double[N + M - 1]; // Zero padding the input signal double[] inputSignalPadded = new double[N + M - 1]; for (int n = 0; n < N; n++) { inputSignalPadded[n] = inputSignal[n]; } // Convolution for (int n = 0; n < N + M - 1; n++) { for (int m = 0; m < M; m++) { if (n - m >= 0 && n - m < N) { outputSignal[n] += coefficients[m] * inputSignalPadded[n - m]; } } } return outputSignal; } public static double[] firCoefficients(int M, double fc, double fs) { double[] h = new double[M]; // Generate the impulse response for (int n = 0; n < M; n++) { if (n == (M - 1) / 2) { h[n] = 2 * fc / fs; } else { h[n] = Math.sin(2 * Math.PI * fc * (n - (M - 1) / 2) / fs) / (Math.PI * (n - (M - 1) / 2)); } h[n] *= 0.54 - 0.46 * Math.cos(2 * Math.PI * n / (M - 1)); } return h; } } ``` 接下来是信号处理部分,使用上面定义的FIRFilter类进行信号滤波。这里简单地生成了一个正弦信号和一个噪声信号,并对它们进行了滤波,输出了滤波后的信号。 ```java public class Main { public static void main(String[] args) { // Generate a sine wave signal double A = 1; double f = 1000; double fs = 8000; double[] t = new double[8000]; double[] x = new double[8000]; for (int n = 0; n < 8000; n++) { t[n] = n / fs; x[n] = A * Math.sin(2 * Math.PI * f * t[n]); } // Generate a noise signal double[] y = new double[8000]; Random rand = new Random(); for (int n = 0; n < 8000; n++) { y[n] = rand.nextGaussian(); } // Filter the signals double fc = 500; int M = 101; double[] h = FIRFilter.firCoefficients(M, fc, fs); FIRFilter filter = new FIRFilter(h); double[] xFiltered = filter.filter(x); double[] yFiltered = filter.filter(y); // Plot the signals Plot2DPanel plot = new Plot2DPanel(); plot.addLinePlot("x", Color.BLUE, t, x); plot.addLinePlot("xFiltered", Color.RED, t, xFiltered); plot.addLinePlot("y", Color.GREEN, t, y); plot.addLinePlot("yFiltered", Color.ORANGE, t, yFiltered); JFrame frame = new JFrame("FIR Filter"); frame.setContentPane(plot); frame.setSize(800, 600); frame.setVisible(true); } } ``` 以上代码使用了Java绘图库JMathPlot来实现信号的可视化,如果没有安装该库,请先进行安装。

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