在BeagleBone Black上使用numpy（不是scipy！）编程巴特沃斯滤波器

Question

我刚开始学习Python，整体上也是个业余程序员。我希望能仅用numpy库来过滤一个信号。这个程序会运行在BeagleBone Black上，操作系统是Angstrom Linux，所以我能更新到的numpy库版本最多是1.4。由于一些传闻中的数据限制（我其实也不知道怎么检查）或者是numpy版本太旧，scipy在这个板子上无法使用。

所以第一个解决方案是换一个新的操作系统，但我不知道从哪里开始；我更擅长的是把公式放进程序里。

我本来希望使用filtfilt函数，但也许从lfilter开始会更好。这个网站看起来对实现它很有帮助，但对我来说有点复杂： http://docs.scipy.org/doc/scipy-0.13.0/reference/generated/scipy.signal.lfilter.html
我可以在MATLAB中得到滤波器的系数，然后把它们转移到BeagleBone上。x就是我的信号数组，我可以上传。

第二部分有点跳跃——有没有办法仅用numpy而不是scipy来进行z变换？另外，基于MATLAB中滤波算法的保密性，我对自己能搞定这点没有信心，但有没有什么数学算法的描述，或者更好的是代码，能告诉我怎么做到这一点？

谢谢你耐心地读完这些内容和回复。请不要用复杂的语言来回答！

-Rob

Answer 1

对于滤波器设计的功能，你可以从 sicpy.signal.filter_design.py 里复制代码，这些代码几乎都是用纯 Python 写的。

但是如果你想对 IIR 滤波器使用 lfilter，你需要为数据数组中的每个样本写一个循环。因为 Python 的循环速度比较慢，所以我觉得你需要用 C 语言来实现这个部分，然后通过 ctypes 来调用它。你在目标机器上有 C 编译器吗？

如果你能把你的滤波器设计成 FIR 滤波器，那么你可以使用 numpy.convolve(b, x)。