Question

我正在尝试使用C语言进行移动平均滤镜，我已经改编了一个正常工作的matlab程序，我的滤镜输入是一个.pcm存档（扫描音频信号），这个问题给了我是C语言中移动平均线的输出存档，输出出错，信号只随时间减少（不过滤）。

在我的C代码下面：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>



#define m 16  // MEDIA LENGTH

int main()
{
    short *x;                              // X VECTOR = 0
    double coef[m];                           // COEF VECTOR = 0
    int i;                                  // FOR COUNT VARIABLE
    int n;                                  // FOR COUNT VARIABLE
    int itera;                              // LENGTH OF THE INPUT FILE
    double aux;                                // AUX VARIABLE TO MAKE THE SUM
    double *y;                              // AUX VECTOR TO RECEIVE X VECTOR
    double *saida;                          // OUTPUT VECTOR
    FILE *arq;                                 // POINTER TO THE FILE

    for (i = 0; i < m; i++) {
        coef[i] = 1.0/m;
    }
    arq = fopen("sweep_100_3400.pcm", "rb");
    if (arq == NULL)
    {
        printf("ERROR WHILE OPENING THE FILE\n");
        return;
    }
    // compute size of file
    fseek(arq,0,SEEK_END);
    itera = ftell(arq)/sizeof(short);
    rewind(arq);

    // alloc mem for x, read the vector from input file
    x = malloc(itera*sizeof(short));
    fread(x,sizeof(short),itera,arq);
    fclose(arq);
    // alloc mem for y

    y = malloc(itera*sizeof(double));
    saida = malloc(itera*sizeof(double));

    for (i=0; i < itera; i++) {
        y[0] = x[i];
        aux=0;
        for (n=0; n<m; n++){
            aux += coef[n] * y[n];
        }
        saida[i]=aux;
        for (n=m; n <2; n--){
            x[n] = x[n-1];
        }
    }
    arq=fopen("saida_medial_movel_c.pcm","wb");
    fwrite(saida, sizeof(double),itera,arq);
    fclose(arq);
    free(saida);
    free(y);
    free(x);
}

下图是matlab程序输出的移动平均值，长度为16：

此图像是C语言的输出，移动平均值为16：

有人知道可能是什么吗？

在matlab的代码下面，我已经改编了：

%MOVING AVERAGE EXAMPLE SCRIPT
clear all;
close all;
clc;
% DEFINES MEDIA LENGTH
m = 16;
%VECTOS EQUAL ZERO
x = zeros (m,1); 
coef = zeros (m,1);
%INITIALIZE VECTOR 
for j = 1 : m,
        coef (j,1) = 1/m;
end
%READ INPUT FILE
fid = fopen ('sweep_100_3400.pcm','rb');
s = fread (fid, 'int16');
fclose(fid);
subplot(2,1,1);
plot(s);
grid on;
title('ENTRADA DO FILTRO');
%PROCESS
itera = length(s);
sav_y = zeros (itera, 1);
%EXECUTE PROCESS
for j = 1 : itera,
    x(1,1) = s (j,1);
    %PRODUCTS SUM
    y=0;
    for n = 1 : m,
        y = y + coef(n,1) * x(n,1);
    end
    sav_y(j,1) = y;
    %SHIFT THE VECTOR
    for n = m: -1 : 2,
        x (n,1) = x(n-1,1);
    end 
end 
%PLOT OUTPUT
subplot (2,1,2);
plot (sav_y);
grid on;
title('SAÍDA DO FLITRO');
%SAVE THE OUTPUT IN ANOTHER FILE
fid = fopen('saida_mm_manual.pcm','wb');
fwrite(fid,sav_y,'int16');
fclose(fid);

更新1（使用上面的答案）：

信号的开始仍有干扰，但从信号的中间到结尾都是正确的。

Answer 1

主信号处理循环存在一些问题。

for (i=0; i < itera; i++) {
    y[0] = x[i];
    aux=0;
    for (n=0; n<m; n++){
        aux += coef[n] * y[n];
    }
    saida[i]=aux;
    for (n=m; n <2; n--){
        x[n] = x[n-1];
    }
}

你的coef数组的每个元素都是相同的，所以你也可以使它成为1.0 / m的单个常量值。对于y数组，您不会将其任何元素与第一个元素区分开来。因此，你的循环将一个常量乘以一个未初始化的值16次到aux。这就是产生垃圾输出的原因。我不确定你的（n = m; n＆lt; 2; n--）循环应该做什么，但是由于m＆gt;它永远不会运行。 2。

（低效）简单移动平均线看起来更像是这样：

for (i = 0; i < itera - m; i++) {
    aux = 0;
    for (n = 0; n < m; n++){
        aux += x[i+n];
    }
    saida[i] = aux * (1.0 / m);
}

更高效的版本可以避免重复处理中间元素，而只需添加进入滑动窗口的新数字，并减去每次迭代离开窗口的旧数字。如果处理浮点数，在处理病态条件数等时必须注意数值稳定性，但这是一个完全不同的问题，你现在不必担心自己。

C语言中的移动平均线

1 个答案: