C语言实现FIR低通滤波器算法详解

"FirAlgs.c 是一个C语言实现的FIR（有限冲击响应）低通滤波器代码库，包含多种滤波算法。该模块提供了用于在C语言中实施FIR滤波器的函数，如基本算法、交错算法和循环算法等，适用于不同的应用场景。代码由Grant R. Griffin编写，并感谢其他贡献者和Jim Thomas的建议。" 在数字信号处理领域，FIR滤波器是一种广泛应用的工具，主要任务是通过去除高频噪声或选择性地让不同频率成分通过来对信号进行滤波。C语言因其高效和跨平台的特性，常被用于实现这样的算法。 1. **FIR滤波器的基本原理**： FIR滤波器是由一系列固定的系数（也称为 taps 或滤波器系数）组成的线性系统，通过对输入信号的每个采样值与这些系数进行卷积来得到输出。滤波器的性能（如截止频率、带宽、滚降率等）由系数h[]决定。低通滤波器的特点是允许低频信号通过，而衰减高频成分。 2. **FIR滤波器的实现方法**： - **fir_basic**: 这是最基础的实现，通常采用时间域的直接型I结构，即逐点乘法后累加，效率较低。 - **fir_shuffle**: 交错算法，通过重排系数和样本，减少部分乘法操作，但仍有改进空间。 - **fir_circular**: 循环缓冲实现，适合内存有限的环境，但可能引入延迟。 - **fir_split, fir_double_z, fir_double_h**: 这些是更高效的实现，可能利用了数据对齐和并行计算，减少了运算量。 3. **滤波器状态**（p_state）： 在滤波过程中，需要保持前一时刻的样本值以供当前时刻计算，这个历史样本序列就构成了滤波器的状态。在调用滤波器函数前，需要初始化状态变量到0。 4. **C语言实现的优势**： - 直接性和效率：C语言允许直接访问内存和硬件，实现滤波器时可以充分利用CPU的计算能力。 - 可移植性：C代码可以在多个平台上编译和运行，适应不同的嵌入式系统和桌面环境。 5. **代码贡献和许可证**： 代码作者鼓励分享和改进，遵循了宽松的许可证政策，这使得该资源对学习和实际项目开发都非常有价值。 FirAlgs.c 提供了一个实用的FIR滤波器实现集合，对于理解和应用FIR滤波器，以及进一步优化和自定义滤波器参数具有重要的参考价值。无论是学生还是专业工程师，都可以从中学习到滤波器设计和C语言编程的实际技巧。