主要内容

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过滤器

1次元のデジタルフィルター

说明

y=过滤器(B.一种Xは,分子数B.と分享数量一种で定義される有理达关系を使用して,入力データXをフィルター処理します。

a(1)1ににない场合,过滤器a(1)でフィルター係数を正規化します。このためa(1)は非ゼロでなければなりません。

  • Xががの场合,过滤器はフィルター処理されたデータをXとと同じサイズののベクトルとして返し返し

  • Xが行列の合成,过滤器は最初の次元に沿っ沿っ机能,各列ののフィルター处さたデータを返し。

  • Xが多次元配列の場合,过滤器は,サイズが1でない最初の配列次元に沿って機能します。

y=过滤器(B.一种Xは,フィルターフィルター遅延のの初条件を使用します。の长さは,最大(长度(a),长度(b)) - 1と等しくなければなりんん。

y=过滤器(B.一种X暗淡は次元暗淡たとえば沿って机械し。たとえば,Xが行列の合成,过滤器(B,A,X,Zi,2)は各行のフィルター処理されたデータを返します。

[yzf] =过滤器(___は前述の任意ののをを使用し,フィルター遅延の最终状态zfももます。

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动动平台フィルターは,ノイズを含むデータの平均化この例では般使般れるれるですににににです。过滤器を使用して,データのベクトルに沿って平均を計算します。

ランダムノイズで乱した正式波データの1行100列の行作作作作作作作作者

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));

移動平均フィルターは,データに沿って長さ W. 一世 N. D. O. W. S. 一世 Z. E. のウィンドウをスライドし,各ウィンドウに含まれるデータの平均を計算します。次の差分方程式は,ベクトル X の动动平台フィルターを定义します。

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

ウィンドウサイズが5のの综合定理率达达关关数分子子数量と分类母数号をします。

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

〖图库以来“,元のデータに対してプロットます。

y =过滤器(b, a, x);情节(t, x)图(T,Y)传奇('输入数据'过滤数据的

このこのでは,データ行列を次の配套达达关个ででフィルターフィルター定理。

H Z. = B. 1 一种 1 + 一种 2 Z. - 1 = 1 1 - 0. 2 Z. - 1

2行15次列の数入データ行列作物成し。

RNG.默认初始化随机数生成器x =兰特(2,15);

有理达关关数の分子数と分类母数号

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

Xの2番目の次元次元沿っ达关联有关部を适,各行の1次元デジタル返し返します。フィルターフィルターされデータに対して元のののデータに対してのの

y =滤波器(b,a,x,[],2);t = 0:长度(x)-1;%索引矢量绘图(t,x(1,:))持有plot(t,y(1,:))图例('输入数据'过滤数据的)标题('第一排'

フィルター致理性さされたデータに対してに対してに対してデータデータデータデータ目目をプロットしし

图绘图(t,x(2,:))持有plot(t,y(2,:))传奇('输入数据'过滤数据的)标题('第二排'

フィルターフィルター最终状态使フィルター,分别割しをフィルター。

大规模なな数データシーケンス作物成し,X1X2の2つのセグメントに分割します。

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

全体のシーケンスXは,X1X2の垂直連結です。

有理达关关数の分子数と分类母数号

H Z. = B. 1 + B. 2 Z. - 1 一种 1 + 一种 2 Z. - 1 = 2 + 3. Z. - 1 1 + 0. 2 Z. - 1

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

サブシーケンスX1およびX2を一度に1つずつフィルター処理します。最初のセグメントが終了した時点のフィルターの内部状態を保存するために,X1のフィルター処理の最終条件を出力します。

[Y1,ZF] =滤波器(B,A,X1);

X1のフィルター処理の最終条件を,2番目のセグメントX2のの定期のの条件として使使使ます。

Y2 =滤波器(B,A,X2,ZF);

日元X1からから管理されたデータで,y2X2からから定理されたデータですですフィルターフィルターされたたたたシーケンスシーケンスははシーケンスはシーケンス日元y2の垂直連結です。

比较比较のためにににシーケンス一度度にフィルターフィルターフィルターしし

y =过滤器(b, a, x);Isequal(Y,[Y1; Y2])
ans =.逻辑1

入力引数

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有理达关系のとして指定ます。

データ型:|单身的|INT8.|int16|int32|int64|uint8.|uint16|UINT32|UINT64|逻辑
复素数号:あり

有理达关系の分母係数。ベクトルとして指定します。

データ型:|单身的|INT8.|int16|int32|int64|uint8.|uint16|UINT32|UINT64|逻辑
复素数号:あり

入力データ。ベクトル、行列または多次元配列として指定します。

データ型:|单身的|INT8.|int16|int32|int64|uint8.|uint16|UINT32|UINT64|逻辑
复素数号:あり

ベクトル,行程更多次元として指定します。

  • がベクトルのの合,その长さは最大(长度(a),长度(b)) - 1でなければなりません。

  • が行列更多次元配列の合,最初の次元のサイズは最大(长度(a),长度(b)) - 1でなけれでなければなりませませ残りの次元のサイズサイズ対応対応Xのの次元のサイズと同じでなければなりませません,3 x 4 x 5の配列Xの2番目の次元(昏暗= 2)に沿って过滤器を使用するするします。配列のサイズは,[最大(长度(a),长度(b)) - 1] x 3 x 5でなければなりませ。

既定値は[]ででされ,すべてすべてのフィルター遅延はゼロにされれ

データ型:|单身的|INT8.|int16|int32|int64|uint8.|uint16|UINT32|UINT64|逻辑
复素数号:あり

演算の整のスカラーとしてししますますしししない场し。

2次元の入力配列Xについてについてます。

  • 昏暗= 1の場合,过滤器(B,A,X,Zi,1)Xの行に沿っ沿っ机能,各列に适用されるフィルターを返し返し。

  • 昏暗= 2の場合,过滤器(B,A,X,Zi,2)Xののににて机械し,各行に适适れるれるフィルター返します。

暗淡ndims(x)よりも大胆综合,过滤器Xを返します。

データ型:|单身的|INT8.|int16|int32|int64|uint8.|uint16|UINT32|UINT64|逻辑

出力数

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フィルター致理性されたデータ。入力データXと同じサイズのベクトル,行程更多次元配列返されます。

Xの型が单身的であるである合,过滤器はネイティブレベルの単精度で計算し,yの型も单身的になります。それ户外の合成,y型として返されます。

データ型:|单身的

ベクトル,行程更多次元配列返されます。

  • Xベクトルの场合,zfは长さ最大(长度(a),长度(b)) - 1の列ベクトルになります。

  • Xが行列更多次元配列のの合,zfは长さ最大(长度(a),长度(b)) - 1の列ベクトルの配列になり,zfのの数はXの,3 x 4 x 5たとえば,3 x 4 x 5のXの2番目の次元(昏暗= 2)に沿って过滤器を使用するするします。配列zfのサイズは,[最大(长度(a),长度(b)) - 1x 3 x 5です。

データ型:|单身的

详细

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有理达关系

z変换领域でのベクトルの过滤器操作の入出力記述が有理伝達関数です。有理伝達関数は次の形式になります。

y Z. = B. 1 + B. 2 Z. - 1 + ...... + B. N. B. + 1 Z. - N. B. 1 + 一种 2 Z. - 1 + ...... + 一种 N. 一种 + 1 Z. - N. 一种 X Z.

これは,冷杉フィルターフィルターiirフィルターの両方を扱います[1]N.一种はフィードバックフィルターの数,nB.はフィードフォワードフィルターフィルターのです。正源化,a(1)= 1とします。

有关部达关节,次次分类方程式表すこともでき。

一种 1 y N. = B. 1 X N. + B. 2 X N. - 1 + ...... + B. N. B. + 1 X N. - N. B. - 一种 2 y N. - 1 - ...... - 一种 N. 一种 + 1 y N. - N. 一种

さらに有理伝達関数は,次の図に示すように直接型II転置構成の実装で表すこともできます。ここで,n一种= N.B.です。

サンプルmでの过滤器の动作は,时间领域での分类方程程式与えられます。

y m = B. 1 X m + W. 1 m - 1 W. 1 m = B. 2 X m + W. 2 m - 1 - 一种 2 y m = W. N. - 2 m = B. N. - 1 X m + W. N. - 1 m - 1 - 一种 N. - 1 y m W. N. - 1 m = B. N. X m - 一种 N. y m

ヒント

  • 信号处理工具箱™がある場合は,DigitalFilter.(信号处理工具箱)オブジェクトD.を指定し,y =过滤器(D,x)をを用しして力信号Xをフィルター処理します。周波数応答の仕様に基づいてD.を生成するは,设计档案(信号处理工具箱)を使用します。

  • DSP System Toolbox™がが结合は,德菲尔特(DSP系统工具箱)オブジェクトdobj.を指定し,y =筛选器(dobj,x)をを用しして力信号Xをフィルター処理します。

  • 冷杉フィルターの係数B.を指定して关圈过滤器をを用するは,y =滤波器(b,1,x)を使用します。

  • フィルター処理関数の詳細については,デジタルデジタル经理(信号处理工具箱)を参照してください。

参照

Oppenheim, Alan V., Ronald W. Schafer, and John R. Buck。离散时间信号处理。上鞍河,新泽西州:Prentice-Hall, 1999。

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