线性滤波器和非线性滤波器有什么区别?

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2022-01-07 00:38:19

如何将均值滤波器称为线性滤波器,将中值滤波器称为非线性滤波器?我了解均值和中值滤波器的工作原理,但我无法将线性和非线性术语联系起来。请用一个例子来解释我。

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线性与非线性

为了更容易理解线性特性。让我们考虑上图,这里有 2 个序列,即XnYn当我们添加两个序列时,我们得到Xn+Yn的幅度值用蓝色表示。当任何满足该条件的系统时,则称为线性系统。在均值滤波器的情况下,序列的平均值Xn1+1+3/3=5/3.mean 序列 Yn 的值是1+2+0/3=1.mean 的Xn+Yn2+3+3/3=8/3

mean(Xn)+mean(Yn)=mean(Xn+Yn),5/3+1=8/3

因此我们称均值滤波器为线性滤波器。在中值滤波器的情况下,如果我们计算序列的中值Xn,我们得到 1(按升序排列序列,然后找到中间值)。同样,序列的中值Yn是 1。序列的中值Xn+Yn是 3。

median(Xn)+median(Yn)median(Xn+Yn).1+13

因此我们称中值滤波器为非线性滤波器

非线性滤波器是那些线性关系被破坏的滤波器。考虑两个信号AB, 对于线性滤波器,例如均值滤波器Fm,你有 Fm(A+λB)=Fm(A)+λFm(B),但对于中值滤波器等非线性滤波器,该方程不满足。

在应用中,中值滤波器去除与幅度无关的异常值和散粒噪声,而均值滤波器则起到平滑作用。

在线性滤波器中,输出将随着输入的变化而线性变化。您可以根据两者之间的关系绘制某种直线。

中值滤波器可以随着某些输入变化而非线性变化。例如,取一个所有数据值都不同的输入向量:非中间值的变化根本不会影响中值输出,直到该值上升或下降到足以成为中间项时,它可以突然完全影响输出。因此在绘制关系时会产生一条折线(非线性),而不是一条直线(线性)。