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sosfilt

2 次セクション型 (双 2 次) IIR デジタル フィルター

構文

y = sosfilt(sos,x)
y = sosfilt(sos,x,dim)


説明

y = sosfilt(sos,x) では、2 次セクション型デジタル フィルター sos がベクトル x に適用されます。出力 y は、x と同じ長さになります。

メモ

sosfilt へのいずれかの入力が単精度の場合、フィルター処理は単精度演算で実装されます。出力 y は単精度です。

sos は、2 次セクション型デジタル フィルター H(z) を表します。

$$H(z)={\displaystyle \prod _{k=1}^L{H}_k(z)={\displaystyle \prod _{k=1}^L\frac{b_{0k}+b_{1k}{z}^{-1}+b_{2k}{z}^{-2}}{1+a_{1k}{z}^{-1}+a_{2k}{z}^{-2}}}}$$

これは、行に各 2 次セクション型フィルターの係数を含んだ L 行 6 列の行列です。

$$\text{sos}=\left[\begin{array}{cccccc}{b}_{01}& b_{11}& b_{21}& 1& a_{11}& a_{21}\\ b_{02}& b_{12}& b_{22}& 1& a_{12}& a_{22}\\ ⋮& ⋮& ⋮& ⋮& ⋮& ⋮\\ b_{0L}& b_{1L}& b_{2L}& 1& a_{1L}& a_{2L}\end{array}\right]$$

x が行列の場合、sosfilt は x の各列にフィルターを独立に適用します。出力 y は同じサイズの行列で、x の各列に対応してフィルター処理を行ったデータを含みます。

x が多次元配列の場合、sosfilt では大きさが 1 でない最初の次元がフィルター処理されます。出力 y は x と同じサイズの多次元配列で、x の各行と列に対応するフィルター処理されたデータを含みます。

2 次セクション型行列 sos、入力信号 x またはその両方ともを倍精度または単精度にできます。少なくとも 1 つの入力が単精度の場合、フィルター処理は単精度演算で行われます。

y = sosfilt(sos,x,dim) は、次元 dim に沿って動作します。

例

2 次セクション型フィルター処理

chirp.mat を読み込みます。ファイルに含まれている信号 y のパワーの大部分は、Fs/4 (ナイキスト周波数の半分) を超えています。サンプルレートは 8192 Hz です。

load chirp

t = (0:length(y)-1)/Fs;

7 次のバタワース ハイパス フィルターを、Fs/4 より低い信号成分を減衰させるように設計します。0.48π ラジアン/サンプルの正規化されたカットオフ周波数を使用します。フィルター係数を 2 次セクション型で表します。

[zhi,phi,khi] = butter(7,0.48,'high');
soshi = zp2sos(zhi,phi,khi);

freqz(soshi)

信号をフィルター処理します。元の信号とハイパス フィルター処理された信号を表示します。両方のプロットに同じ y 軸のスケールを使用します。

outhi = sosfilt(soshi,y);

subplot(2,1,1)
plot(t,y)
title('Original Signal')
ys = ylim;

subplot(2,1,2)
plot(t,outhi)
title('Highpass-Filtered Signal')
xlabel('Time (s)')
ylim(ys)

同じ仕様でローパス フィルターを設計します。信号をフィルター処理し、結果を元の信号と比較します。両方のプロットに同じ y 軸のスケールを使用します。結果はほとんどがノイズです。

[zlo,plo,klo] = butter(7,0.48);
soslo = zp2sos(zlo,plo,klo);

outlo = sosfilt(soslo,y);

subplot(2,1,1)
plot(t,y)
title('Original Signal')
ys = ylim;

subplot(2,1,2)
plot(t,outlo)
title('Lowpass-Filtered Signal')
xlabel('Time (s)')
ylim(ys)

参考文献

[1] Orfanidis, S.J., Introduction to Signal Processing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996.

拡張機能

C/C++ コード生成
MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

参考

filter | medfilt1 | sgolayfilt

R2006a より前に導入