SHARC音频DSP的算法详解（十三）Low Pass IIR Comb Filter （带低通滤波的 IIR 梳状滤波器）算法的实现及代码详解

硬件准备

ADSP-21489EVB：ADI 21489 DSP的开发板

AD-HP530ICE：ADI DSP通用仿真器

软件准备

Visual DSP++

算法功能

实现反馈延时功能，用于模拟反射声，低通滤波用于模拟高频声波衰减。声音信号经过该滤波器以后频谱幅度出现梳状特性。

原理简介

下图是带低通滤波的 IIR Comb 滤波器的网络结构：

系统函数：

其中 G(z)是低通滤波器，例如：

资源占用(MIPS, Memory requirement)

Memory: 数据段（段名 LpIIRCombFilter_dmda）
(D + 5)words (字长 32bits)
D 指延时线长度

代码段（段名 LpIIRCombFilter_pmco），0x90 words (字长 48bits)
MFLOPS（处理 1 个输入数据）: LpIIRCombFilter 函数，0.0009

相关函数

函数一：void InitLpIIRCombFilter( float *DlyBuf, int BufIndex, floatstate, int BufSize )

1．函数说明：初始化函数，将延时线的数据置零。
2．输入参数：
*DlyBuf 延时线指针
*BufIndex 对延时线进行数据操作的索引值
*state 存储低通滤波的中间数据
BufSize 延时线长度
3．输出参数：无
4．返回值：无。

函数二：int IIRCombFilter (int *in, int *out, float *DlyBuf, int *BufIndex,
int DelayNum, float *state, float *LpCoef)

1．函数说明：对单声道的输入进行带低通的梳状滤波处理，用于模拟
有高频衰减的反射声。

2．输入参数：
in 输入数据指针。
*in 为单声道数据；
数据范围：int 类型表示的范围
DlyBuf 延时线指针。
DelayNum 延时线长度。
数据范围：在存储空间允许的范围内根据需要设定；
*state 存储低通滤波的中间数据
LpCoef 低通滤波器的系数指针

LpCoef b0； * (LpCoef + 1) b1； * (LpCoef + 2) a1； (注：a0 默认为 1，所以无须传递此系数)

3．输出参数：
out 输出数据指针。
*out 为单声道的输出数据；
数据范围：int 类型表示的范围

4．返回值：无

应用举例

首先将 LpIIRCombFilter.dlb, LpIIRCombFilter.h 两个文件拷贝到自己的工程目录下，然后将它们添加到工程中；然后在 LDF 文件中给数据段 LpIIRCombFilter _dmda、程序段LpIIRCombFilter _pmco 分配空间，接下来再写相关代码。

#include “LpIIRCombFilter.h”
/******************************************************************************

调用 LpIIRCombFilter.dlb 库函数需定义的参数
*/
#define D 4800 // 定义延时缓冲区大小 TD = D/fs = 4800/48000 = 0.1 sec /
#pragma section (“LpIIRCombFilter_dmda”)
int DelayBufIndex; // 往延时缓冲区写数据的索引值
#pragma section (“LpIIRCombFilter_dmda”)
float w[D + 1]; // 延时缓冲区
#pragma section (“LpIIRCombFilter_dmda”)
float v_state = 0.0;
// 低通滤波器的系数
#pragma section (“LpIIRCombFilter_dmda”)
/ b0 b1 a1 */
float LpCoef[3] = { 0.3, 0.15, 0.5 };
//
// 第一次调用延时函数的标志
int FirstIIRCombFilterFlag = 1;
// 输入输出数据的临时变量
int InputLR;
int OutputLR[2];
int InputData;
int OutputData;
// 第一次调用全通滤波函数之前先做初始化工作
if (FirstIIRCombFilterFlag)
{
InitLpIIRCombFilter( w, &DelayBufIndex, &v_state, D);
FirstIIRCombFilterFlag = 0;
}
for (i=0; i<NUM_SAMPLES; i++)
{
//取左声道数据
InputData = (block_ptr+2i); // block_ptr 是 A/D D/A 收发数据的指针

//对输入数据进行 Stero Chorus 处理
LpIIRCombFilter(&InputData, &OutputData, w, &DelayBufIndex, D, &v_state,
LpCoef);

//将处理后的输出数据传给 D/A
(block_ptr+2i) = OutputData;
}

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