主要内容

筛选

1-D数字过滤器

描述

例子

y=过滤器(b,,,,一个,,,,X过滤输入数据X用一个有理转移函数由分子和分母系数定义b一个

如果A(1)不等于1, 然后筛选通过A(1)。所以,A(1)必须非零。

  • 如果X是一个向量,然后筛选返回过滤数据作为与相同大小的向量X

  • 如果X是矩阵,然后筛选沿着第一个维度起作用,并返回每列的过滤数据。

  • 如果X是一个多维数组,然后筛选沿着大小不等于1的第一个数组尺寸作用。

例子

y=过滤器(b,,,,一个,,,,X,,,,Zi使用初始条件Zi对于过滤器延迟。长度Zi必须等于最大(长度(a),长度(b))-1

例子

y=过滤器(b,,,,一个,,,,X,,,,Zi,,,,暗淡沿维度行事暗淡。例如,如果X是矩阵,然后过滤器(B,A,X,ZI,2)返回每行的过滤数据。

例子

[[y,,,,ZF] =过滤器(___还返回最终条件ZF过滤器延迟,使用任何先前的语法。

例子

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移动平均过滤器是一种用于平滑嘈杂数据的常见方法。此示例使用筛选函数以计算数据向量的平均值。

创建正弦数据的1 x 100行矢量,该数据被随机噪声损坏。

t = linspace(-pi,pi,100);RNG默认%初始化随机数生成器x = sin(t) + 0.25*rand(size(t));

移动平均过滤器滑动一个长度的窗口 w 一世 n d o w s 一世 z e 沿数据,计算每个窗口中包含的数据的平均值。以下差方程定义了向量的移动平均过滤器 X

y (( n = 1 w 一世 n d o w s 一世 z e (( X (( n + X (( n - 1 + + X (( n - (( w 一世 n d o w s 一世 z e - 1

对于5的窗口大小,为合理传输函数计算分子和分母系数。

Windowsize = 5;b =(1/windowsize)*一个(1,Windowsize);a = 1;

找到数据的移动平均值,并根据原始数据绘制它。

y =滤波器(b,a,x);情节(t,x)保持情节(t,y)传奇('输入数据',,,,“过滤数据”

图包含一个轴对象。轴对象包含2个类型行的对象。这些对象表示输入数据,过滤数据。

此示例过滤一个具有以下有理传输函数的数据矩阵。

H (( z = b (( 1 一个 (( 1 + 一个 (( 2 z - 1 = 1 1 - 0 2 z - 1

创建一个随机输入数据的2 x-15矩阵。

RNG默认%初始化随机数生成器x = rand(2,15);

为有理传递函数定义分子和分母系数。

b = 1;a = [1 -0.2];

沿着第二个维度应用传输函数X并返回每行的1-D数字过滤器。针对过滤数据绘制原始数据的第一行。

y =滤波器(b,a,x,[],2);t = 0:长度(x)-1;%索引矢量情节(t,x(1,:))情节(t,y(1,:))传奇('输入数据',,,,“过滤数据”) 标题('第一排'

图包含一个轴对象。带标题第一行的轴对象包含2个类型行的对象。这些对象表示输入数据,过滤数据。

针对过滤数据绘制第二行输入数据。

图图(t,x(2,:))保持情节(t,y(2,:))传奇('输入数据',,,,“过滤数据”) 标题(“第二行”

图包含一个轴对象。带标题第二行的轴对象包含2个类型行的对象。这些对象表示输入数据,过滤数据。

使用初始条件和最终条件进行滤波器延迟在节中过滤数据,尤其是在考虑内存限制的情况下。

生成大型随机数据序列并将其分为两个段,x1x2

x = randn(10000,1);x1 = x(1:5000);x2 = x(5001:end);

整个序列,X,是垂直串联x1x2

定义有理传输函数的分子和分母系数,

H (( z = b (( 1 + b (( 2 z - 1 一个 (( 1 + 一个 (( 2 z - 1 = 2 + 3 z - 1 1 + 0 2 z - 1

b = [2,3];a = [1,0.2];

过滤子序列x1x2一次一个。输出过滤的最终条件x1在第一部分的末尾存储过滤器的内部状态。

[Y1,ZF] =过滤器(B,A,X1);

使用过滤的最终条件x1作为过滤第二部分的初始条件,x2

Y2 =滤波器(B,A,X2,ZF);

Y1是从x1, 和Y2是从x2。整个过滤序列是Y1Y2

同时过滤整个序列以进行比较。

y =滤波器(b,a,x);是等于(y,[y1; y2])
ans =逻辑1

输入参数

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分子系数有理转移函数,指定为矢量。

数据类型:双倍的|单身的|int8|INT16|INT32|INT64|UINT8|UINT16|UINT32|Uint64|逻辑
复杂的数字支持:万博1manbetx是的

分母系数有理转移函数,指定为矢量。

数据类型:双倍的|单身的|int8|INT16|INT32|INT64|UINT8|UINT16|UINT32|Uint64|逻辑
复杂的数字支持:万博1manbetx是的

输入数据,指定为向量,矩阵或多维数组。

数据类型:双倍的|单身的|int8|INT16|INT32|INT64|UINT8|UINT16|UINT32|Uint64|逻辑
复杂的数字支持:万博1manbetx是的

过滤器延迟的初始条件,指定为矢量,矩阵或多维数组。

  • 如果Zi是矢量,其长度必须是最大(长度(a),长度(b))-1

  • 如果Zi是矩阵或多维阵列,那么前导维度的大小必须为最大(长度(a),长度(b))-1。每个剩余维度的大小必须与相应维度的大小相匹配X。例如,考虑使用筛选沿第二维(DIM = 2)3乘4 x-5阵列X。数组Zi必须有大小[最大(长度(a),长度(b))-1] -by-3-by-5。

默认值,由[],将所有过滤器延迟初始化为零。

数据类型:双倍的|单身的|int8|INT16|INT32|INT64|UINT8|UINT16|UINT32|Uint64|逻辑
复杂的数字支持:万博1manbetx是的

沿着操作的维度,指定为正整数标量。如果未指定尺寸,则默认值是大于1的大小的第一个数组维度。

考虑二维输入阵列,X

  • 如果DIM = 1, 然后过滤器(B,A,X,Zi,1)沿着列操作X并返回应用于每一列的过滤器。

    过滤器(B,A,X,ZI,1)列操作

  • 如果DIM = 2, 然后过滤器(B,A,X,ZI,2)沿着行X并返回应用于每一行的过滤器。

    过滤器(B,A,X,ZI,2)行操作

如果暗淡大于ndims(x), 然后筛选返回X

数据类型:双倍的|单身的|int8|INT16|INT32|INT64|UINT8|UINT16|UINT32|Uint64|逻辑

输出参数

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过滤数据,作为向量,矩阵或多维数组返回,其大小与输入数据相同,X

如果X是类型单身的, 然后筛选本地计算以单个精度计算,并且y也是类型单身的。否则,y被返回为类型双倍的

数据类型:双倍的|单身的

过滤器延迟的最终条件,返回为矢量,矩阵或多维数组。

  • 如果X是一个向量,然后ZF是长度的列矢量最大(长度(a),长度(b))-1

  • 如果X是矩阵或多维阵列,然后ZF是长度为长的列数的数组最大(长度(a),长度(b))-1,使得列的数量ZF等同于列数的数量X。例如,考虑使用筛选沿第二维(DIM = 2)3乘4 x-5阵列X。数组ZF有大小[最大(长度(a),长度(b))-1] -by-3-by-5。

数据类型:双倍的|单身的

更多关于

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有理转移函数

输入输出描述筛选Z变换域中的向量上的操作是一个有理传输函数。合理传输函数是形式

y (( z = b (( 1 + b (( 2 z - 1 + ... + b (( n b + 1 z - n b 1 + 一个 (( 2 z - 1 + ... + 一个 (( n 一个 + 1 z - n 一个 X (( z ,,,,

处理FIR和IIR过滤器[1]n一个是反馈过滤顺序,以及nb是前馈过滤器订单。由于归一化,假设一个(1)= 1。

您还可以将合理传输函数表示为差方程

一个 (( 1 y (( n = b (( 1 X (( n + b (( 2 X (( n - 1 + ... + b (( n b + 1 X (( n - n b - 一个 (( 2 y (( n - 1 - ... - 一个 (( n 一个 + 1 y (( n - n 一个

此外,如下图所示,您可以使用其直接形式II转置实现来表示合理传输函数。这里,n一个= nb= n-1

框图说明了具有N-1顺序的IIR数字过滤器的直接形式II转置实现。

操作筛选在样本中m由时域差方程给出

y (( m = b (( 1 X (( m + w 1 (( m - 1 w 1 (( m = b (( 2 X (( m + w 2 (( m - 1 - 一个 (( 2 y (( m = w n - 2 (( m = b (( n - 1 X (( m + w n - 1 (( m - 1 - 一个 (( n - 1 y (( m w n - 1 (( m = b (( n X (( m - 一个 (( n y (( m

提示

  • 使用筛选功能bFIR滤波器的系数,使用y =滤波器(b,1,x)

  • 如果您有信号处理工具箱™,请使用y =过滤器(d,x)过滤输入信号XDigitalFilter(信号处理工具箱)目的d。生成d基于频率响应规范,使用Designfilt(信号处理工具箱)

  • 数字过滤(信号处理工具箱)有关过滤功能的更多信息。

参考

[1] Oppenheim,Alan V.,Ronald W. Schafer和John R. Buck。离散时间信号处理。新泽西州上萨德尔河:Prentice-Hall,1999年。

扩展功能

版本历史记录

在R2006a之前引入

也可以看看

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