- FR数字滤波器设计 - 线性相位FR滤波器 - 定义与特性 - 滤波器功能:取出有用信号,去除噪声 - 线性相位特性:Z omega和omega成线性关系 - I去N条件:实序列,关于中性对称点偶对称或击对称 - 设计意义 - 多频率分量输入时延时相同,避免相位失真 - 应用领域:图像处理、数据传输 - 设计方法 - 理想滤波器频率响应HDEJ omega - 实现步骤 - 傅里叶变换得到时域信号HDN - 加窗阶段 - 目的:将无限长HDN截断为有限长HN - 窗函数特性:宽度与形状可调 - 对称性要求:HN需满足偶对称或击对称 - 验证与优化 - 比较设计结果与技术指标 - 修改窗函数参数以优化性能 - 示例:线性相位FR低通滤波器设计 - 理想低通滤波器特性 - 幅度为1,相位θOmega等于负的Omega乘以α - 加窗过程 - 矩形窗应用:保留偶对称部分,实现有限长因果滤波器 - 加窗影响分析 - 频率响应差异:理想低通与设计滤波器的幅度特性对比 - 截断效应:过渡带宽度与波动现象 - 过渡带宽度:等于窗函数主瓣宽度 - 波动原因:旁瓣幅度引起通带与阻带波动 - 窗函数选择与优化 - 窗函数特性要求 - 主瓣越窄越好:减小过渡带宽度 - 旁瓣幅度越小越好:降低通带与阻带波动 - 常用窗函数 - 矩形窗、三角形窗、海明窗、布莱克曼窗、汉宁窗 - 参数对比:阻带衰减与过渡带宽 - 示例:汉宁窗设计FR低通滤波器 - 窗口长度N的影响 - 改善过渡带宽度 - 不影响阻带最小衰减 - 结论:改变窗函数形状以优化性能 - 应用实例:图片解密 - 图片特性分析 - 混合图片:低频分量(男子头像)与高频分量(两只鹰) - 视觉分辨能力限制:远看低频,近看高频 - 滤波器应用 - 海明窗设计二维低通与高通滤波器 - 低通效果:提取低频分量,呈现男子头像 - 高通效果:提取高频分量,呈现两只鹰 - 总结与展望 - 重点内容回顾 - 窗函数法设计线性相位FR滤波器 - 加窗对滤波器幅度特性的影响 - 常用窗函数及其特性 - 下节课预告 - 线性相位FR滤波器的频率采样设计方法