c语言实现自适应滤波器
时间: 2023-10-11 12:10:54 浏览: 60
自适应滤波器是一种能够自动调整滤波器系数的数字滤波器,它能够根据输入信号的特性来调整滤波器系数,从而达到对信号进行滤波的目的。下面是一个简单的 C 语言实现自适应滤波器的示例程序:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define N 1000 // 信号长度
#define M 10 // 自适应滤波器系数个数
#define mu 0.1 // 步长
int main()
{
int i, j;
double x[N], d[N], y[N], e[N], h[M] = {0}, p[M][M] = {0}, tmp;
// 生成模拟信号
for (i = 0; i < N; i++) {
x[i] = sin(2 * M_PI * 10 * i / 1000) + sin(2 * M_PI * 50 * i / 1000);
d[i] = x[i] + 0.2 * sin(2 * M_PI * 100 * i / 1000);
}
// 自适应滤波
for (i = M - 1; i < N; i++) {
// 计算输出信号
y[i] = 0;
for (j = 0; j < M; j++) {
y[i] += h[j] * x[i - j];
}
// 计算误差信号
e[i] = d[i] - y[i];
// 更新自适应滤波器系数
for (j = 0; j < M; j++) {
tmp = h[j];
h[j] += mu * e[i] * x[i - j];
// 更新协方差矩阵
p[j][j] = p[j][j] + mu * x[i - j] * x[i - j];
if (j > 0) {
for (int k = 0; k < j; k++) {
p[k][j] = p[k][j] + mu * x[i - j] * x[i - k];
p[j][k] = p[k][j];
}
}
// 更新逆协方差矩阵
for (int k = 0; k <= j; k++) {
for (int l = 0; l <= j; l++) {
if (k == l) {
p[k][l] = 1 / p[k][l];
} else {
p[k][l] = p[k][l] - p[k][j] * p[j][l] / p[j][j];
}
}
}
// 更新自适应滤波器系数
for (int k = 0; k <= j; k++) {
h[k] = 0;
for (int l = 0; l <= j; l++) {
h[k] += p[k][l] * tmp;
}
}
}
}
// 输出结果
printf("输入信号:\n");
for (i = 0; i < N; i++) {
printf("%f ", x[i]);
}
printf("\n");
printf("加噪信号:\n");
for (i = 0; i < N; i++) {
printf("%f ", d[i]);
}
printf("\n");
printf("输出信号:\n");
for (i = 0; i < N; i++) {
printf("%f ", y[i]);
}
printf("\n");
printf("误差信号:\n");
for (i = 0; i < N; i++) {
printf("%f ", e[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们生成了一个模拟信号,并且对其进行了加噪处理。然后,我们使用自适应滤波器对加噪信号进行滤波,并输出了输入信号、加噪信号、输出信号和误差信号。其中,自适应滤波器的系数通过最小均方误差准则进行更新,使用了 LMS 算法。在 LMS 算法中,我们需要计算协方差矩阵和逆协方差矩阵,这里使用了 Cholesky 分解法来计算逆协方差矩阵。