信号処理ライブラリ

概要

　ディレイライン、FIRフィルタ、LMSアルゴリズムによる適応FIRフィルタです。関数の宣言はdsplib.hに書いてあります。ディレイライン用の配列は タップ数+1であることに注意してください。また、フィルタ係数はPMに置きます。

ディレイライン

　initdelay()はディレイラインを初期化します。 storedelay()はディレイラインdelay[]に入力信号inを格納します。戻り値はディレイラインから追い出された最も古い信号です。

　ディレイラインの実装にはリングバッファを用いています。配列の先頭要素delay[0]をリングバッファの先頭を示すポインタに使っているので、これを勝手に書き換えると確実に誤動作します。このため、ディレイライン用の配列のサイズは タップ数+1になります。また、配列delay[]の先頭から順番にアクセスしても、ディレイラインの先頭からアクセスしていることにはなりません。

/* Initialize delay line */
void initdelay(float dm delay[], int tap);

/* Store input samples into delay line */
float storedelay(float in, float dm delay[], int tap);

FIRフィルタ

　畳み込み演算です。フィルタ係数coef[]はPMに置いてください。ディレイラインdelay[]は storedelay()やstorefir()で処理したものを使ってください。

/* FIR filtering */
float firfilter(float pm coef[], float dm delay[], int tap);

ディレイラインとFIRフィルタ

　storedelay()とfirfilter()をあわせたものです。

/* Store input adn FIR filtering */
float storefir(float in, float pm coef[], float dm delay[], int tap);

LMS適応FIRフィルタ

　LMSアルゴリズムを用いた適応FIRフィルタです。畳み込みと係数更新を同時に行います。 (タップ数×2＋α)クロックで処理できる最適化されたプログラムですが、最適化のためにいくつかの制約があります。 sampleはディレイラインから追い出された信号で、 storedelay()の戻り値を使います。 deltaは係数修正量です。 LMSアルゴリズムでは誤差信号とステップサイズの積、正規化LMSアルゴリズムではそれをパワーで正規化したものになります。 coef[]はPMに置きます。 delay[]はstoredelay()で処理したものを使ってください。タップ数tapは4以上の偶数にしてください。

/* FIR filtering and coefficient adaptation */
float firlms(float sample, float delta,
             float pm coef[], float dm delay[], int tap);

　firlms()の使用例を示します。まず、初期化の際にdeltaを0.0にしておきます。 deltaを代入するより前に firlms()で使用しているように見えますが、これは最後に計算したdeltaを次回に使うからです。

  /* Store input */
  old = storedelay(in, delay, TAPNUM);

  /* Adaptive Filter */
  adf_out = firlms(old, delta, coef, delay, TAPNUM);
  error = desired - adf_out;
  delta = step_size * error;

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(作成: 2000年6月13日, 最終更新: 2000年7月13日)