Реализация фильтра нижних частот в Android-приложении — как определить значение альфы?

T: период выборки.

тау: постоянная времени.

fc: частота среза фильтра. fc = 1 / тау

потом

альфа = T / (T + 1/fc)

наилучшие пожелания!

У меня была такая же проблема с вычислением параметра сглаживания (ALPHA) данных датчика компаса с использованием фильтра нижних частот.

Я выяснил, и рассчитанное значение ALPHA хорошо работает для моего приложения.

Для большего понимания и обсуждения обратитесь к следующему сообщению

Как рассчитать значение параметра сглаживания фильтра нижних частот (в случае сглаживания данных датчика компаса)

Для другого фильтра нижних частот вы можете рассмотреть биквадрат RBJ:

http://www.musicdsp.org/files/Audio-EQ-Cookbook.txt

Реализация которого подробно описана здесь:

http://blog.bjornroche.com/2012/08/basic-audio-eqs.html

Из википедии о постоянной времени RC: Частота отсечки — постоянная времени равна связанный с частотой среза fc, альтернативным параметром RC-цепи

tau = 1 / (2π * f)

Почему 2π? Из статьи постоянной времени в Википедии

ω = 2π * f is the frequency in radians per second.

Из та же запись, Tau является эквивалентом RC и временем нарастания системы. Малое время нарастания означает, что высокочастотный вход не будет возбуждать систему. Тогда легко представить, что это связано с частотой среза фильтра нижних частот. В конечном счете, он контролирует, какая часть сигнала обратной связи смешивается с новым входным сигналом.

В моем фильтре нижних частот 2-го порядка я использую следующее для альфы.

α = 1 / (T * tau)

В моем аудиоприложении фильтр 2-го порядка представляет собой два соединенных в цепочку фильтра одинарного порядка, и я вычисляю выходной сигнал фильтра следующим образом. filter1Out и filter2out — текущие значения фильтров, а это обновление после получения input.

filter1Out = filter1Out + (alpha * (input - filter1Out));
filter2Out = filter2Out + (alpha * (filter1Out - filter2Out));

Чтобы определить, какой должна быть ваша частота среза с помощью компаса Android, я бы сначала не стал применять какую-либо фильтрацию и попытался бы использовать предоставленные данные. Отсечка действительно зависит от того, что вы делаете с сигналом. Вы сглаживаете его для экранной анимации? Вы сглаживаете его для отслеживания пути? Есть ли шум в сигнале, который вы хотите отклонить? Каждому может понадобиться своя настройка. Если неотфильтрованный сигнал меняется слишком часто, выясните, как часто вы хотите, чтобы он менялся, и используйте это в качестве отправной точки для среза фильтра.

Надеюсь, это поможет. Вывод математики DSP выходит за рамки моих навыков, но я несколько раз реализовывал фильтры нижних частот для аудиоприложений.