数字滤波算法

Question

我刚在维基百科上找到了一个冷杉算法

http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_filter

// if the size of NB_COEF = 2^n use a bit mask instead of the modulo (%)
// %=NB_COEF => &=(NB_COEF-1)
// pipe is a circular buffer

#define NB_COEF 16  // numbers of coefficients of the filter
double x_buffer[NB_COEF]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
double coef[NB_COEF]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
int ptr_x_buffer=0;

double FiltreFIR(double x)
// x: Signal d'entrée
// y: Signal de sortie
{
  int n, y=0;
  x_buffer[ptr_x_buffer++] = x;
  ptr_x_buffer %= NB_COEF;

  for( n = (NB_COEF-1) ; n >= 0 ; n-- )
  {
    y += coef[n] * x_buffer[ptr_x_buffer++];
    ptr_x_buffer %= NB_COEF;
  }
  return(y);
}

-Can，有人告诉我为什么我们需要不断地做这个表达式吗？

ptr_x_buffer%= NB_COEFF.

因为对我来说，这意味着变量ptr_x_buffer的值总是为0 ?！在我看来这完全不符合逻辑？！

也有人能给我解释一下关于位掩码和模数的第一个注释。

提前感谢您:)

Answer 1

它用于确保ptr_x_buffer始终是用作循环缓冲区的x_buffer数组中的有效索引。只要ptr_x_buffer会溢出数组大小，它就会被重置为0。

在x_buffer[ptr_x_buffer++]中，ptr_x_buffer会随着函数的每次调用和循环的每次迭代而递增。

您还可以将行ptr_x_buffer %= NB_COEF;替换为以下内容：

 if( ptr_x_buffer == NB_COEF )
     ptr_x_buffer = 0;

或者，如果您确定NB_COEF是2的幂，则可以使用位掩码对它们进行掩码，前提是注释中已经说明：ptr_x_buffer &= NB_COEF-1;。

Answer 2

非常简单，x_buffer是一个循环缓冲区；ptr_x_buffer指向缓冲区中的当前位置：

一旦到达NB_COEF.，

• ptr_x_buffer++就会递增ptr_x_buffer;
• ptr_x_buffer %= NB_COEF将ptr_x_buffer重置为零

该注释建议对NB_COEF的某些值的代码进行修改。无论是谁写的评论，似乎都认为建议的修改是一种性能改进。然而，这一变化是否会带来更好的性能是非常值得怀疑的，因此，这句话可以忽略不计。

Answer 3

表达式ptr_x_buffer%=NB_COEFF表示ptr_x_buffer是以NB_COEFF为模重置的。因此，它不是“始终为0”，而是除以16的模数。因此，可以保证数组访问x_buffer[ptr_x_buffer]始终在0..NB_COEFF-1的范围内。

对于2的幂，模运算可以被逐位and替换为掩码2^n-1 (或N-1)，其中n是模数的log2。