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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 が入力信号 x に適用されます。

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);

figure
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)

入力引数

sos — 2 次セクション型デジタル フィルター

L 行 6 列の行列

2 次セクション型デジタル フィルター。L 行 6 列の行列として指定します。L は 2 次セクション型の数です。行列

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

は、2 次セクション型デジタル フィルター

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

を表します。

例: [b,a] = butter(3,1/32); sos = tf2sos(b,a) は、正規化された 3 dB の周波数 π/32 ラジアン/サンプルを持つ 3 次のバタワース フィルターを指定します。

データ型: single | double

x — 入力信号

ベクトル | 行列 | N 次元配列

入力信号。ベクトル、行列、または N 次元配列として指定します。

例: x = [2 1].*sin(2*pi*(0:127)'./[16 64]) は、2 チャネルの正弦波を指定します。

データ型: single | double
複素数のサポート: あり

dim — 動作する対象の次元

正の整数スカラー

動作する対象の次元。正の整数スカラーとして指定します。既定の設定では、sosfilt はサイズが 1 より大きい x の最初の配列次元に沿って動作します。

データ型: single | double

出力引数

y — フィルター処理された信号

ベクトル | 行列 | N 次元配列

フィルター処理された信号。ベクトル、行列、または N 次元配列として返されます。y は x と同じサイズになります。

参照

[1] Bank, Balázs. "Converting Infinite Impulse Response Filters to Parallel Form". IEEE Signal Processing Magazine. Vol. 35, Number 3, May 2018, pp. 124-130.

[2] Orfanidis, Sophocles J. Introduction to Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 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。

GPU 配列

Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

使用上の注意および制限:

• 入力フィルター sos は安定でなければなりません。isstable を使用してフィルターの安定性を確認してください。

• 入力フィルターのすべての 2 次サブセクションは IIR でなければなりません。

• gpuArray バージョンの sosfilt は、MATLAB^® バージョンとは異なる並列アルゴリズム [1] を使用します。このアルゴリズムは、NaN または Inf の値をもつ複素数値入力に対して異なる結果を返します。

  • MATLAB バージョンでは、NaN と Inf は実数部にのみ伝搬します。

  • gpuArray バージョンでは、NaN と Inf は実数部と虚数部の両方に伝搬します。

詳細については、GPU での MATLAB 関数の実行 (Parallel Computing Toolbox)を参照してください。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

filter | medfilt1 | sgolayfilt

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