用java实现零相位滤波器

下面是一个基于 Java 的零相位滤波器实现示例，该示例使用了 Java 的 Signal Processing Library（JDSP）：

import com.ericbarnhill.niftijio.*;
import edu.emory.mathcs.jtransforms.fft.*;
import edu.emory.mathcs.jtransforms.utils.*;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ZeroPhaseFilter {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 读取 NIfTI 格式的输入文件
        NiftiVolume inputVolume = NiftiVolume.read("input.nii.gz");

        // 获取输入数据
        double[] inputData = inputVolume.getData();

        // 将输入数据复制到一个新的数组中
        double[] inputDataCopy = Arrays.copyOf(inputData, inputData.length);

        // 对输入数据进行 FFT（快速傅里叶变换）
        DoubleFFT_3D fft = new DoubleFFT_3D(inputVolume.header.dim[1], inputVolume.header.dim[2], inputVolume.header.dim[3]);
        fft.complexForward(inputDataCopy);

        // 构造一个 Hann 窗函数（窗函数通常用于滤波器设计）
        double[] window = new double[inputVolume.header.dim[3]];
        for (int i = 0; i < window.length; i++) {
            window[i] = 0.5 * (1 - Math.cos(2 * Math.PI * i / (window.length - 1)));
        }

        // 将 Hann 窗函数应用于频域数据
        ArrayList<Double> windowedData = new ArrayList<Double>();
        for (int i = 0; i < inputDataCopy.length; i++) {
            windowedData.add(inputDataCopy[i] * window[i % window.length]);
        }

        // 对窗函数应用后的频域数据进行逆 FFT（傅里叶反变换），得到零相位滤波器
        DoubleFFT_3D ifft = new DoubleFFT_3D(inputVolume.header.dim[1], inputVolume.header.dim[2], inputVolume.header.dim[3]);
        ifft.complexInverse(windowedData.toArray(new Double[windowedData.size()]), true);

        // 将零相位滤波器应用于输入数据
        for (int i = 0; i < inputData.length; i++) {
            inputData[i] *= window[i % window.length];
        }
        fft.complexForward(inputData);
        for (int i = 0; i < inputData.length; i += 2) {
            inputData[i] *= windowedData.get(i / 2);
            inputData[i + 1] *= windowedData.get(i / 2);
        }
        ifft.complexInverse(inputData, true);

        // 将输出数据写入 NIfTI 格式的文件
        inputVolume.setData(inputData);
        inputVolume.write("output.nii.gz");
    }
}

上述示例代码中，我们首先使用 JDSP 库读取 NIfTI 格式的输入文件，并获取输入数据。然后，我们复制输入数据到一个新的数组中，并对输入数据进行快速傅里叶变换（FFT）。

接下来，我们使用 Hann 窗函数对频域数据进行加窗处理，然后对加窗后的频域数据进行逆 FFT，得到零相位滤波器。最后，我们将零相位滤波器应用于输入数据，得到滤波后的输出数据，并将输出数据写入 NIfTI 格式的文件中。

需要注意的是，上述示例代码仅供参考，实际的零相位滤波器实现可能需要根据具体情况进行修改和优化。