如何在不使用经典线性滤波的情况下从信号中去除音调/干扰

信息处理 过滤器 离散信号 过滤器设计
2022-01-01 07:52:40

我想知道是否存在一种基本上“过滤”掉音调或干扰的方法,而不使用经典的线性过滤技术。(例如带通滤波器等)。

这个问题的原因是因为任何经典线性滤波操作都固有,我最终会在它们之间线性组合样本,虽然这可能会很好地去除我试图去除的另一个频率的音调,但它还具有及时“涂抹”我的信号的效果。这种拖尾效应会导致信号的“锐度”等信息丢失,而在这种特定情况下,“锐度”会携带诸如信号能量开始等信息,我稍后会使用这些信息。

为实现这一目标,存在哪些方法(它们存在吗?)?

我还应该补充一点,请假设全向情况(我只有一个传感器),但如果假设具有多个传感器的情况适合解决方案,也可以随意使用该假设。

谢谢

编辑#1:

我必须说,对于音调的情况,我认为正如你们中的许多人所指出的那样,相对于估计音调参数、重构和减法,它可能是直截了当的。但是,实际的问题要复杂一些...

不需要的信号范围可以从像一群鲸鱼进行“对话”到船头顶上的马达。在这种情况下,不存在已知的稳健模型,我只知道我感兴趣的信号在所有其他能量中——它们在频率上是可分离的,但我也需要一种方法来去除它们,而不需要过滤,因为这会去除我的清晰度。

仅供参考,我认为这属于非线性过滤或来自不同领域的其他技术的领域?我还应该补充一点,我有很多计算能力。

2个回答

一个尖锐的边缘或瞬态可能需要一个非常宽的频谱来表示它。因此,任何完全去除光谱带的经典或频域滤波器都可以通过去除瞬态的必要分量来使尖锐的瞬态变锐化或“涂抹”。

有两种基于分析/再合成技术的非线性方法可能有效。准确地估计您的音调或干扰信号以将其合成并减去。或者很好地表征您想要的信号,以便在没有噪声的情况下重新合成它。对于其中任何一个,您都需要一个非常准确的模型。这两者都只会在任何光谱带中移除或添加适当的能量部分,而不是全部或完全不添加,或者由滤波器响应曲线给出的某个随机百分比(相对于实际 S/N)。

  1. 线性相位滤波器将使大部分瞬态保持完整(除非干扰源和信号之间存在大量频率重叠)
  2. 类似于 Dilip 的评论:如果您可以访问与干扰源线性相关的信号,您可以使用自适应滤波器估计确切的贡献,然后简单地将其减去。