维纳滤波器的传递函数

信息处理 过滤器 过滤器设计 转换功能
2022-02-09 21:26:08

我试图了解维纳滤波器的功能。我知道维纳滤波器最小化了估计随机过程和期望过程之间的均方误差。

这是否意味着当您有一个具有低频和高频的信号并且噪声仅在高频中时,结果信号仅包含低频?在这种情况下,传递函数会是什么样子?

1个回答

一般来说,理想的维纳滤波器(即具有无限长脉冲响应的非因果滤波器)具有以下频率响应

(1)W(ω)=Sdx(ω)Sx(ω)

在哪里Sdx(ω)是所需信号的互功率谱密度d[n]和维纳滤波器的输入x[n], 和Sx(ω)是输入过程的功率谱密度 (PSD)x[n]. 如果输入只是期望信号的噪声版本,并且如果期望信号和噪声不相关,那么我们有

(2)Sx(ω)=Sd(ω)+Sn(ω)

在哪里Sn(ω)是加性噪声的 PSD,并且Sd(ω)是所需信号的 PSD。此外,我们有

(3)Sdx(ω)=Sd(ω)

因为噪声和所需信号不相关。将 (2) 和 (3) 代入 (1) 给出

(4)W(ω)=Sd(ω)Sd(ω)+Sn(ω)

这个表达式很容易解释:对于噪声比信号强得多的频率(即Sn(ω)Sd(ω)维纳滤波器强烈衰减输入信号,而对于具有非常好的信噪比 (SNR) 的频率(即Sd(ω)Sn(ω)) 滤波器通过输入,增益约为1.

所以你的猜测是正确的:如果高频中有很多噪声(相对于所需信号),那么这些频率会被衰减,而 SNR 高的低频会通过滤波器,增益约为1.