9、实时数字信号处理中的关键算法与应用

实时数字信号处理中的关键算法与应用

1. 数字滤波器及其应用

数字滤波器是数字信号处理（DSP）的核心工具之一，广泛应用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。数字滤波器的主要功能是对输入信号进行频域处理，以去除不需要的频率成分或增强有用的信号部分。本文将详细介绍两种主要类型的数字滤波器——有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器，并探讨它们的设计方法和应用场景。

1.1 FIR滤波器

FIR滤波器的特点是其脉冲响应在有限的时间内衰减为零。这使得FIR滤波器具有线性相位特性，非常适合用于需要保持信号相位关系的应用场景。FIR滤波器的实现可以通过卷积运算完成，即输出信号是输入信号与滤波器系数的卷积结果。以下是一个简单的FIR滤波器的C语言实现：

float fir_filter(float input, float *coef, int n, float *history) {
    int i;
    float *hist_ptr = history;
    float *coef_ptr = coef + n - 1;
    float output = *hist_ptr++ * (*coef_ptr--);
    for (i = 2; i < n; i++) {
        *hist_ptr++ =