IIR digital filterって？

スポーツバイオメカニクスの分野では、計測データのフィルタリング（平滑化）に主としてこのIIRデジタルフィルタを用います。なぜ、IIRフィルタを使うかっていうことをうまく説明出来る人はなかなかいません。単に先駆者であるWinter 等がIIRフィルタを用いたからでしょう。別にIIRフィルタではなく、FIRフィルタでも構わないのですがね。目的とする信号の周波数と取り除きたい周波数成分を見極めて使用することが肝心です。

Mathematicaでフィルタリング

Mathematicaは強力なツールですが、繰り返し計算が苦手です。特にフィルタのようにループを使う場合には大変遅く、いらいらします。そこで、MathLinkを使ってCプログラムでこの処理をやらせることにしました。こうすると1000倍位早くなります。

ソース for Any OS

下記のソースを自分の環境下でコンパイルすることで利用可能です。

iir.c
iir.tm

例えば、CNS環境下でコンパイルするには次のようにします。

%setenv CC gcc
%make -f Makefile.iir

/* 実行してみる */

%iir
Create link:10000

/* Mathematica側で */
In[1]:= link = Install[LinkConnect["10000"]]

Out[1]= LinkObject[10000@ccz00, 1, 1]

/* これで利用可能 */
In[2]:= ?IIRCVersion
Global`IIRCVersion

IIRCVersion[fs_Real, fc_Real, data_List] :=
   ExternalCall[LinkObject["10000@ccz00", 1, 1],
    CallPacket[0, {fs, fc, data}]]

で、Makefile.iirはというと

# This makefile can be used to build all or some of the sample
# programs.  To build all of them, use the command
# 'make all'.  To build one, say addtwo, use the command
# 'make addtwo'.

MLINKDIR = /usr/local/mathematica/AddOns/MathLink/DevelopersKits
SYS = Solaris
CADDSDIR = ${MLINKDIR}/${SYS}/CompilerAdditions

INCDIR = ${CADDSDIR}
LIBDIR = ${CADDSDIR}
CC = gcc

MPREP = ${CADDSDIR}/mprep

all : iir

iir : iir.tm.o iir.o
	${CC} -I${INCDIR} iir.tm.o iir.o -L${LIBDIR} -lML -lm -lsocket -lnsl -o $@

.c.o :
	${CC} -c -I${INCDIR} $<

iir.tm.c : iir.tm
	${MPREP} $? -o $@

とこんな具合。 /usr/local/mathematica-4.1/AddOns/MathLink/DevelopersKits/Solaris/MathLinkExamples/ 以下にサンプルがあり、ここにMakefileの雛形があるのでこれを借用すればよい。

バイナリ for W2K

iir.exe