iirfilter.h

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#ifndef IIRFILTER_DSP_H
#define IIRFILTER_DSP_H
 
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// INCLUDES
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#include "dsp_global.h"
 
//=============================================================================================================
// EIGEN INCLUDES
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#include <Eigen/Core>
 
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// QT INCLUDES
//=============================================================================================================
 
#include <QVector>
 
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// DEFINE NAMESPACE UTILSLIB
//=============================================================================================================
 
namespace UTILSLIB
{
 
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struct DSPSHARED_EXPORT IirBiquad
{
    double b0 = 1.0; 
    double b1 = 0.0; 
    double b2 = 0.0; 
    double a1 = 0.0; 
    double a2 = 0.0; 
};
 
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class DSPSHARED_EXPORT IirFilter
{
public:
    //=========================================================================================================
    enum FilterType {
        LowPass  = 0, 
        HighPass = 1, 
        BandPass = 2, 
        BandStop = 3  
    };
 
    //=========================================================================================================
    static QVector<IirBiquad> designButterworth(int        iOrder,
                                                FilterType type,
                                                double     dCutoffLow,
                                                double     dCutoffHigh,
                                                double     dSFreq);
 
    //=========================================================================================================
    static Eigen::RowVectorXd applySos(const Eigen::RowVectorXd& vecData,
                                        const QVector<IirBiquad>& sos);
 
    //=========================================================================================================
    static Eigen::RowVectorXd applyZeroPhase(const Eigen::RowVectorXd& vecData,
                                              const QVector<IirBiquad>& sos);
 
    //=========================================================================================================
    static Eigen::MatrixXd applyZeroPhaseMatrix(const Eigen::MatrixXd&    matData,
                                                 const QVector<IirBiquad>& sos);
 
private:
    //=========================================================================================================
    static QVector<std::complex<double>> butterworthPrototypePoles(int n);
 
    //=========================================================================================================
    static IirBiquad poleToDigitalBiquad(std::complex<double> pole,
                                          double               dC,
                                          double               dGain);
 
    //=========================================================================================================
    static IirBiquad realPoleToDigitalSection(double dPoleReal,
                                               double dC,
                                               double dGain);
};
 
} // namespace UTILSLIB
 
#endif // IIRFILTER_DSP_H