filter函数与filtfilt函数的效果区别

本是古典何须时尚 2023-02-20 12:21 10阅读 0赞

# filter函数 与filtfilt函数的效果区别 #

filter滤波器称为一维数字滤波器。filtfilt滤波器称为零相位数字滤波。其滤波算法是基于filter而来的。只是filtfilt实现了零相位。其基本实现过程为先让信号用filter滤波，再将信号时域反转再次通过filter滤波，这样两次滤波后相位实现了零相位。filter滤波有明显的延迟，filtfilt滤波延时比filter小很多。分析如下（程序参见matlab脚本，完整程序[下载链接][Link 1]）：  
（1）设置三种频率(10Hz,20Hz,30Hz)构成的信号y1

f1=10;
    f2=20;
    f3=30;
    Fs=150;
    t=0:1/Fs:1;
    y1=5*sin(2*pi*f1*t)+10*sin(2*pi*f2*t)+8*sin(2*pi*f3*t);

（2）设计滤波参数，分别用filter滤波器和filtfilt滤波器把30Hz的信号滤掉。

%滤波
    fp=25;%滤掉频率超过25Hz的信号
    fs=40;
    wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;   %DF指标（低通滤波器的通、阻带边界频）
    [N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp
    [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp);      %调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和A
    y2=filter(B,A,y1); %滤波
    y3=filtfilt(B,A,y1);

（3）绘制滤波效果图和FFT频谱分析图，对比滤波效果。  
如图所示，第1个时域图可以发现经过filter滤波的信号比原始信号明显有延迟，而经过filtfilt滤波后的信号几乎没有延迟。第2频谱图可以发现，按照设计的参数，两个滤波器都能把频率为30Hz的信号滤除了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

[Link 1]: https://download.csdn.net/download/Galaxy_Robot/12554236
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