为什么要使 FIR 滤波器的相位为线性?

信息处理 过滤器设计 阶段 有限脉冲响应 线性相位
2022-02-03 00:10:55

我是 DSP 和滤波器设计的新手。通过使系数序列对称,很容易设计具有线性相位的 FIR 滤波器。但是,为什么要使相位线性?

3个回答

因为滤波器的线性相位根据群延迟之间的关系导致恒定的群延迟τ和相位响应ϕ(ω)过滤器:

τ=dϕ(ω)dω

但是你会问:为什么会有恒定的群延迟?简短的回答是,恒定的群延迟将保持信号的不同频率(窄带)分量的相对位置(在时间或空间上)。

许多应用,例如图像处理,可能需要处理信号的保真度。但并非所有(在某种程度上)非恒定群延迟(例如由 IIR 滤波器提供)在音频等应用中都能得到很好的容忍...

我们的目标是使相位线性化,因为失真通常发生在非线性相位滤波器中。如果您在时域中查看相位,那就是时移。如果我们有非线性相位,则信号的某些部分或多或少比其他部分移位,从而导致失真和不可靠的输出。我们主要关心图像处理中的相位,因为所有信息都在图像的相位中。您可以通过查看它来进一步探索它。使用黄油价值滤波器和线性相位杉木进行过滤。您会看到线性相位杉木在过滤方面做得更充分。

另一种说法是非线性相引入色散。