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void | csky_iir_lattice_f32 (const csky_iir_lattice_instance_f32 *S, float32_t *pSrc, float32_t *pDst, uint32_t blockSize) |
| 浮点IIR格型滤波器处理函数 更多...
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void | csky_iir_lattice_init_f32 (csky_iir_lattice_instance_f32 *S, uint16_t numStages, float32_t *pkCoeffs, float32_t *pvCoeffs, float32_t *pState, uint32_t blockSize) |
| 浮点IIR格型滤波器初始化函数 更多...
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void | csky_iir_lattice_init_q15 (csky_iir_lattice_instance_q15 *S, uint16_t numStages, q15_t *pkCoeffs, q15_t *pvCoeffs, q15_t *pState, uint32_t blockSize) |
| Q15 IIR格型滤波器初始化函数 更多...
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void | csky_iir_lattice_init_q31 (csky_iir_lattice_instance_q31 *S, uint16_t numStages, q31_t *pkCoeffs, q31_t *pvCoeffs, q31_t *pState, uint32_t blockSize) |
| Q31 IIR格型滤波器初始化函数 更多...
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void | csky_iir_lattice_q15 (const csky_iir_lattice_instance_q15 *S, q15_t *pSrc, q15_t *pDst, uint32_t blockSize) |
| Q15 IIR格型滤波器处理函数 更多...
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void | csky_iir_lattice_q31 (const csky_iir_lattice_instance_q31 *S, q31_t *pSrc, q31_t *pDst, uint32_t blockSize) |
| Q31 IIR格型滤波器处理函数 更多...
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这些函数实现了Q15,Q31和浮点的无限冲激响应 (IIR) 格型滤波器. 格型滤波器使用在各种自适应滤波器应用。 滤波器结构具有前馈和反馈分量,并且净脉冲响应是无限长度。 函数以块为单位操作输入输出数据,每次调用滤波器函数处理 blockSize
个样本. pSrc
和 pDst
指向输入输出数组,数组包括 blockSize
个值.
- 算法:
无限冲激响应格型滤波器
fN(n) = x(n)
fm-1(n) = fm(n) - km * gm-1(n-1) for m = N, N-1, ...1
gm(n) = km * fm-1(n) + gm-1(n-1) for m = N, N-1, ...1
y(n) = vN * gN(n) + vN-1 * gN-1(n) + ...+ v0 * g0(n)
pkCoeffs
指向反射系数数组,数组大小是 numStages
. 反射系数保存的顺序如下:
{kN, kN-1, ....k1}
pvCoeffs
指向梯形系数数组,数组大小是 (numStages+1)
. 梯形系数数组保存的顺序如下:
{vN, vN-1, ...v0}
pState
指向状态数组,数组大小是 numStages + blockSize
. 上面提到的状态变量(g值)保存在 pState
数组. 状态变量在每个块数据处理后更新,系数不会被更新。
- 结构体实例
- 滤波器的系数和状态变量都保存在数据结构的实例中。 每个滤波器都必须有一个单独的结构体实例。 系数数组可能可以在几个实例之间共享,但是状态变量数组不能共享。 为支持的3种数据类型分别提供了不同的结构体实例声明。
- 初始化函数
- 为每种支持的数据类型都提供了一个相应的初始化函数。 初始化函数处理以下操作:
- 设置内部结构体字段的值
- 清零状态缓存中的值 如果手动初始化,而不调用初始化函数,需要指定结构体实例的以下字段: numStages, pkCoeffs, pvCoeffs, pState. pState中的所有值置0.
- 是否使用初始化函数是可选的。 但是,使用了初始化函数,则不能将结构体实例放在常量数据段。 要将结构体实例放在常量数据段,则必须手动初始化结构体实例。 在静态初始化之前,要确保状态缓存中的值已经清零。 下面的代码,为3种不同的滤波器,静态的初始化了结构体实例。
*csky_iir_lattice_instance_f32 S = {numStages, pState, pkCoeffs, pvCoeffs};
*csky_iir_lattice_instance_q31 S = {numStages, pState, pkCoeffs, pvCoeffs};
*csky_iir_lattice_instance_q15 S = {numStages, pState, pkCoeffs, pvCoeffs};
- 其中
numStages
是滤波器阶段的数量; pState
指向状态缓存数组; pkCoeffs
指向反射系数数组; pvCoeffs
指向梯形系数数组.
- 定点行为
- 使用定点IIR格型滤波器函数需要注意。 特别是要考虑,在每个函数内使用的累加器的溢出和饱和行为。 具体参考每个函数各自的文档和使用说明。
- 参数
-
[in] | *S | 指向浮点IIR格型结构体实例 |
[in] | *pSrc | 指向输入数据块 |
[out] | *pDst | 指向输出数据块 |
[in] | blockSize | 处理的样本数量 |
- 返回
- none.
- 参数
-
[in] | *S | 指向一个浮点IIR格型结构体实例 |
[in] | numStages | 滤波器中的阶段数量 |
[in] | *pkCoeffs | 指向反射系数缓存,数组的长度是 numStages. |
[in] | *pvCoeffs | 指向梯形系数缓存,数组的长度是 numStages+1. |
[in] | *pState | 指向状态缓存,数组的长度是 numStages+blockSize. |
[in] | blockSize | 处理的样本数量 |
- 返回
- none.
- 参数
-
[in] | *S | 指向Q15 IIR格型滤波器结构体实例 |
[in] | numStages | 滤波器阶段的数量 |
[in] | *pkCoeffs | 指向反射系数缓存,数组的长度是 numStages. |
[in] | *pvCoeffs | 指向梯形系数缓存,数组的长度是 numStages+1. |
[in] | *pState | 指向状态缓存,数组的长度是 numStages+blockSize. |
[in] | blockSize | 处理的样本数量 |
- 返回
- none.
- 参数
-
[in] | *S | 指向Q15 IIR格型滤波器结构体实例 |
[in] | numStages | 滤波器阶段的数量 |
[in] | *pkCoeffs | 指向反射系数缓存,数组的长度是 numStages. |
[in] | *pvCoeffs | 指向梯形系数缓存,数组的长度是 numStages+1. |
[in] | *pState | 指向状态缓存,数组的长度是 numStages+blockSize. |
[in] | blockSize | 处理的样本数量 |
- 返回
- none.
- 参数
-
[in] | *S | 指向Q15 IIR格型结构体实例 |
[in] | *pSrc | 指向输入数据块 |
[out] | *pDst | 指向输出数据块 |
[in] | blockSize | 处理的样本数量 |
- 返回
- none.
缩放和溢出行为:
- 函数实现使用了一个内部64位累加器。 系数和状态变量都表示为1.15格式。 中间乘法生成2.30格式的结果,结果在34.30格式的64位累加器累加。 因为有33位保护位,所以不会有溢出的风险。同时还可以保存所有的中间乘法结果的精度。 最后,34.30格式的丢弃低15位截断为34.15,然后饱和生成1.15格式的结果。
- 参数
-
[in] | *S | 指向Q15 IIR格型结构体实例 |
[in] | *pSrc | 指向输入数据块 |
[out] | *pDst | 指向输出数据块 |
[in] | blockSize | 处理的样本数量 |
- 返回
- none.
缩放和溢出行为:
- 函数实现使用了一个内部64位累加器。 输入数据表示为1.31格式。 中间乘法生成2.62格式的结果,结果在2.62格式的64位累加器累加。 因为只有一个保护位,所以需要缩小输入信号来防止溢出。 为了防止溢出,必须缩小2*log2(numStages)个位。 最后,2.62格式右移31位,然后饱和生成1.15格式的结果。