如何知道滤波器是低通还是高通?

信息处理 过滤器 傅里叶变换 自由度 低通滤波器
2022-02-13 08:26:32

我试图解决以下问题:

  1. 计算给定滤波器脉冲响应的 DFT 。h(n,m)
  2. 根据结果​​,确定给定滤波器是高通滤波器还是低通滤波器。

在解决方案中,他们证明了: 然后对于第二部分,他们说因为我们可以认为它是一个低通滤波器。我试图理解为什么。我在网上找不到这样的“定义”。从数学上讲,给定滤波器我怎么知道它是低通滤波器还是高通滤波器?

H(k,l)=m=11n=11h(m,n)ei2π(m3k+n3l)=19(2cos(23πk)+1)(2cos(23πl)+1)
H(0,0)=1H(π,π)=0h(n,m)

2个回答

这更像是一种快速检查测试或经验法则,而不是过滤器具有“低通”或“高通”行为的实际证明。

对于低通滤波器,预计:

  • 平坦或恒定的信号将不受影响(或保持恒定幅度),因此滤波器系数的总和应为 1(或接近)
  • (如棋盘模式)的最大变化零均值信号应该消失,因此滤波器系数的总和应该为零(或接近)。11

这可以理解为:对于值值的平均值将为 (untouched)而 ,随着长度或支持的增加而消失(微分滤波器越大,衰减越大。CKC¯=1KkKSk=CD¯=1KkK(1)kSk0±C/KK

你得到高通滤波器的相反陈述。但我认为这还不够。频域中的全局递减行为是一个优点。

给出的答案只是傅里叶域中上述提示的翻译,因为系数之和是并且相同乘以交替符号是 H(0,0)H(π,π)

首先,这里给出了更多细节:Filter coefficients to know high pass and low pass filter

我认为要理解的细节是频率以弧度/样本为单位的归一化弧度频率给出。通过将频率除以采样率,我们可以将频率以 Hz 或弧度/秒为单位转换为归一化频率。

以周期/样本为单位的归一化频率:f/fs

以randians/sample 为单位的归一化频率:ω/fs

其中是以 Hz 为是以弧度/秒为单位的相同感兴趣频率。fω

因此,我们有一个从 DC 到一半采样率 (Nyquist) 的频率范围,对于周期/样本单位扩展到 ,或者对于弧度/样本单位00.50π

OP 有一个二维滤波器(我假设是图像滤波器?),其中表示输入频率在 DC(f=0)下的频率响应,结果为“1”,表示它将通过低频,然后意味着它不会在处通过奈奎斯特频率,因此表示低通滤波器。H[0,0]H[π,π]=0fs/2