基于java的滤波器设计（IIR）

IIR滤波器的表达式为：

y(n)+∑i=1Na(i)y(n−i)=∑k=0Mb(k)x(n−k)

所以首要任务是确定系数a,b，在这里我选择直接使用MATLAB生成系数a,b
在MATLAB命令行中输入fdatool，打开fdatool

在fdatool里面可以设置参数，我在这里设置采样率是250hz，fs是55hz，fp60hz

选择好之后生成滤波器，选择File->Export

在工作区就会得到两个向量SOS和G，使用命令语句转换成a，b

将a和b导出生成.txt文件

a和b可以直接复制到.java文件的数组内，以下是IIR滤波器算法

package highpass;public class highpass {                             private static double[]             a={在这里复制a};                               private static double[]             b={在这里复制b};          private static double[]             in;                             private static double[]             out;     private static double[]             outData;     public double[] IIRFilter (double[] signal) {          in=new double[b.length];          out=new double[a.length-1];          outData=new double[signal.length];          for (int i = 0; i < signal.length; i++) {                System.arraycopy(in, 0, in, 1, in.length - 1);  //in[1]=in[0],in[2]=in[1]...                in[0] = signal[i];                //calculate y based on a and b coefficients                //and in and out.                double y = 0;                for(int j = 0 ; j < b.length ; j++){                    y += b[j] * in[j];                }                for(int j = 0;j < a.length-1;j++){                    y -= a[j+1] * out[j];                }                //shift the out array                System.arraycopy(out, 0, out, 1, out.length - 1);                out[0] = y;                outData[i] = y;            }          return outData;    }}

接下来我们测试一下算法是否工作正常
首先在MATLAB里生成一个45hz和65hz相加的数组x，并将x导出成txt文件

Fs=250;t=(1:2048)/Fs;x=sin(2*pi*45*t)+cos(2*pi*65*t);fid=fopen('x.txt','wt');fprintf(fid,'%g\n',x);fclose(fid);

然后在eclipse里写一个main函数，把x.txt复制到输入数组，在设定的路径下就可以得到滤波后的结果：

public static void main(String[] args) throws IOException {        File file=null;        FileWriter fw=null;        file=new File("F:\\result.txt");        fw= new FileWriter(file);        highpass a=new highpass();        double[] in= {复制x.txt};        double[] out=a.IIRFilter(in);        for(int i=0;i<out.length;i++) {            fw.write(String.valueOf(out[i]));            fw.write("\r\n");        }        fw.flush();        }

将result.txt文件里的数据进行频谱分析，可惜最终发现滤波后发生了震荡，由于数字不是我的研究方向，代码是没有问题的，但是我也分析不出来为什么震荡了，有可能是保留的有效数字的问题，所以果断转向FIR，见下一篇。