1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
| MyFilter.h
#include "Windows.h"
struct TitleWave { //формат секции fmt звукового файла
WORD type; //тип звуковых данных. Для нашей работы нужно значение 1 (про-сто
// данные без сжатия)
WORD channels; // количество каналов
long freq; //частота дискретизации
long bytes; //частота выдачи байтов
WORD align; //выравнивание
WORD bits; //число бит на выборку
};
bool KoeffOkno (float *koeff,int count); //расчет коэффициентов весового окна Блэкмена
bool IdealFilterKoeff(float *koeff,float fc,int count);// расчет коэффициентов идеального фильтра
bool KoeffFilter(float Fc,float* H,int count);//расчет коэффициентов фильтра
bool DecodeToShort(float* src,short* dst,int count);
void Filter(short* x,float* y,float* coeff,float* buf,int countDates,int N);//процедура фильтрации
//блока данных
bool WriteTitleWAV(FILE* F,TitleWave* tw,long size);//функция записи заголовка WAV файла
MyFilter.сpp
#define _USE_MATH_DEFINES
#include <math.h>
#include "MyFilter.h"
bool KoeffOkno (float *koeff,int count)//расчет коэффициентов окна
{ //в данном случае Блэкмена
float a,b,c;
int n=count/2;
for (int i=0;i<=n;i++)
{
a=0.5*cos(((2*M_PI*i)/(count)));
b=0.08*cos(((4*M_PI*i)/(count)));
koeff[i+n]=0.42+a+b;
}
return true;
}
bool IdealFilterKoeff(float *koeff,float fc,int count)//расчет коэффициентов идеального фильтра
{
float wc=2*M_PI*fc;
int n=count/2;
for (int i=1;i<=n;i++)
{
koeff[i+n]=-2*fc*(sin(wc*i))/(i*wc);
}
koeff[n]=1-2*fc;
return true;
}
bool KoeffFilter(float Fc,float* H,int count)//расчет коэффициентов фильтра
{
int n=count/2;
float* Ko=new float[count];
float* Hid=new float[count];
KoeffOkno (Ko,count);
IdealFilterKoeff(Hid,Fc,count);
for (int i=0;i<=n;i++)
{
H[i+n]=Ko[i+n]*Hid[i+n];
H[n-i]=H[i+n];
}
delete [] Ko;
delete [] Hid;
return true;
}
bool DecodeToShort(float * src,short* dst,int count)//изменение типа массива значений из
{ // вещественного в целое
for (int i=0;i<count;i++)
{
dst[i]=(short)src[i];
}
return true;
}
bool WriteTitleWAV(FILE* F,TitleWave* tw,long size)//запись заголовка WAV файла
{
char* id="RIFF";
long wChunkSize;
fwrite(id,sizeof(id),1,F);
fwrite(&size,sizeof(size),1,F);
id="WAVE";
fwrite(id,sizeof(id),1,F);
id="fmt ";
fwrite(id,sizeof(id),1,F);
wChunkSize=sizeof(TitleWave);
fwrite(&wChunkSize,sizeof(wChunkSize),1,F);
fwrite(tw,sizeof(TitleWave),1,F);
id="data";
fwrite(id,sizeof(id),1,F);
wChunkSize=size;
fwrite(&wChunkSize,sizeof(wChunkSize),1,F);
return true;
}
void Filter(short* x,float* y,float* coeff,float* buf,int size,int L) //процедура фильт-рации блока
{ // входных данных размером 4096
float sum=0;
for (int i=0;i<size+L-1;i++)
{
sum=0;
for (int j=0;j<L;j++)
{
if (i>=j&&i-j<size)//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
sum+=x[i-j]*coeff[j];
if (i<size)
{
y[i]=sum;
if (i<L-1)
y[i]+=buf[i];
}
else
buf[i-size]=sum;
}
}
}
Filter.cpp
#include "stdafx.h"
#include "Windows.h"
#include "iostream"
#include "MyFilter.h"
#define BLOCK_SIZE 4096 //размер блока обработки данных
int main(int argc, char* argv[])
{
setlocale(LC_ALL,"Rus"); //поддержка кириллицы
printf("Фильтер\n");
if (argc!=5)
{
printf("Не корректоное количество параметров (должно быть 4 параметра)");
return 1;
}
printf("Файл-источник:%s\n",argv[1]);
printf("Файл-приемник:%s\n",argv[2]);
printf("Частота среза(Гц):%s\n",argv[3]);
printf("Ширина перехода (Гц):%s\n",argv[4]);
FILE* fRead; //файл-источник
FILE* fSave; //файл-приемник
fRead=fopen(argv[1],"rb");
if (!fRead)
{
printf("Невозможно открыть файл=%s",argv[1]);
return 1;
}
fSave=fopen(argv[2],"wb");
if (!fRead)
{
printf("Невозможно создать файл=%s",argv[2]);
fclose(fRead);
return 1;
}
float Fc=atof(argv[3]); //частота среза
TitleWave tw; //заголовок WAV-файла
char id_chunk[4]; //далее идет чтение заголовка звукового файла
long FileSize;
fread(&id_chunk,sizeof(id_chunk),1,fRead);
if (strncmp(id_chunk,"RIFF",4))
{
printf("Не коректный формат файла-источника");
return 1;
}
fread(&FileSize,sizeof(FileSize),1,fRead);
fread(&id_chunk,sizeof(id_chunk),1,fRead);
if (strncmp(id_chunk,"WAVE",4)!=0)
{
printf("Не коректный формат файла-источника\n");
return 1;
}
long wChunkSize=0;
do
{
fseek(fRead,wChunkSize,SEEK_CUR);
if (!fread(&id_chunk,sizeof(id_chunk),1,fRead))
{
printf("Не найдена секция fmt\n");
return FALSE;
}
fread(&wChunkSize,sizeof(wChunkSize),1,fRead);
}
while (strncmp(id_chunk,"fmt ",4)!=0);
fread(&tw,sizeof(tw),1,fRead);
if (tw.type!=1)
{
printf("Программа работает только с файлами без сжатия\n");
return 1;
};
if (tw.channels!=1)
{
printf("Программа работает только с файлами c 1 каналом\n");
return 1;
} //чтение заголовка звукового файла зваерешено
printf("Чатота дискретизации=%d\n",tw.freq);
printf("Количество бит=%d\n",tw.bits);
int N=0.9*tw.freq/atof(argv[4]); //расчет порядка фильтра
printf("Порядок фильтра=%d\n",N);
if (wChunkSize>sizeof(tw)) //поиск секции данных в звуковом файле
fseek(fRead,wChunkSize-sizeof(tw),SEEK_CUR);
wChunkSize=0;
do
{
fseek(fRead,wChunkSize,SEEK_CUR);
if (!fread(&id_chunk,sizeof(id_chunk),1,fRead))
{
printf("Не найдена секция data\n");
return 1;
}
fread(&wChunkSize,sizeof(wChunkSize),1,fRead);
}
while (strncmp(id_chunk,"data",4)!=0); //поиск секции данных в звуковом файле за-вершен
//успешно
float* H=new float(N); //выделяем память для коэффициентов фильтра
Fc=Fc/tw.freq; //рассчитываем нормированное значение час-тоты среза
KoeffFilter(Fc,H,N); //функция расчета коэффициентов фильтра
long DateSize=wChunkSize; //размер данных звукового файла в байтах
long countDates=DateSize/sizeof(short); //количество отсчетов
WriteTitleWAV(fSave,&tw,DateSize); //запись заголовка WAV в файл-приемник
float * buf=new float[N-1]; //вспомогательный буффер
memset(buf,0,(N-1)*sizeof(float));
int blocks=countDates/BLOCK_SIZE; //количество обрабатываемых блоков
if (countDates % BLOCK_SIZE>0) blocks++;//
int n;
short xf[BLOCK_SIZE]; //буфер для входных данных
float y[BLOCK_SIZE]; //буфер для выходных данных
int k=0;
for (k=0;k<blocks;k++)
{
n=min(BLOCK_SIZE,countDates-k*BLOCK_SIZE);
if (!fread(&xf,sizeof(short),n,fRead))//чтение блока данных из звуко-вого файла
{
printf("Не удалось прочитать");
return 1;
}
Filter((short*)xf,(float*)y,(float*)H,buf,n,N);//функции фильтрации
DecodeToShort(y,xf,n); //перевод данных из
// вещественного формата в целый
fwrite(&xf,sizeof(short),n,fSave);//запись результатов фильтрации
//в файл-приемник
}
fclose(fRead);
fclose(fSave);
printf("Фильтрация завершена успешно!");
return 0;
} |
(
Сообщение от zvoronz
