C言語で学ぶデジタルフィルタ：サンプルコードと基本理念

デジタル信号処理の重要な概念であるデジタルフィルタ。今回は、C言語を使用してデジタルフィルタの基本的な理念とサンプルコードを紹介します。コードの実行と結果を通して、デジタルフィルタがどのように信号を変換するかを理解しましょう。

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1. デジタルフィルタの基本理念

デジタルフィルタは、離散時間信号に対して畳み込み演算を行い、信号を変換します。主なタイプには、低域通過フィルタ（Low Pass Filter）、高域通過フィルタ（High Pass Filter）、帯域通過フィルタ（Band Pass Filter）などがあります。

2. ローパスフィルタの例

ローパスフィルタは、特定の周波数以下の信号成分を通し、それ以外の成分をカットするフィルタです。以下に、C言語でのローパスフィルタのサンプルコードを示します。

#include <stdio.h>
#define N 10 // フィルタサイズ
void lowPassFilter(int signal, int output) {
　for (int i = N; i < sizeof(signal) / sizeof(signal[0]); i++) {
　　output[i] = 0;
　　for (int j = 0; j < N; j++) {
　　　output[i] += signal[i - j] / N; // Nで割ることで平均を取る
　　}
　}
}

int main() {
　int inputSignal[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13}; // 入力信号
　int outputSignal[sizeof(inputSignal) / sizeof(inputSignal[0])]; // 出力信号

　lowPassFilter(inputSignal, outputSignal);
　printf("入力信号: ");

　for (int i = 0; i < sizeof(inputSignal) / sizeof(inputSignal[0]); i++) {
　　printf("%d ", inputSignal[i]);
　}

　printf("\n出力信号: ");
　for (int i = 0; i < sizeof(outputSignal) / sizeof(outputSignal[0]); i++) {
　　printf("%d ", outputSignal[i]);
　}

　return 0;
}