濾波特性通常指的是濾波器對(duì)信號(hào)的處理能力，即濾波器允許某些頻率的信號(hào)通過(guò)，而阻止其他頻率的信號(hào)通過(guò)的特性。實(shí)現(xiàn)濾波特性的方法多種多樣，以下是一些常見(jiàn)的濾波方法及其特性：

一、根據(jù)濾波器的類(lèi)型

1. 低通濾波器
   • 允許低于某一截止頻率的信號(hào)通過(guò)，高于該頻率的信號(hào)則被衰減。
   • 常用于去除信號(hào)中的高頻噪聲。
2. 高通濾波器
   • 允許高于某一截止頻率的信號(hào)通過(guò)，低于該頻率的信號(hào)則被衰減。
   • 常用于去除信號(hào)中的低頻噪聲或基線(xiàn)漂移。
3. 帶通濾波器
   • 允許某一特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，其他頻率的信號(hào)則被衰減。
   • 常用于提取特定頻率的信號(hào)，如通信系統(tǒng)中的載波信號(hào)。
4. 帶阻濾波器
   • 阻止某一特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，其他頻率的信號(hào)則不受影響。
   • 常用于去除信號(hào)中的干擾頻率成分。

二、根據(jù)濾波方法

1. 限幅濾波法
   • 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定兩次采樣允許的最大偏差值，如果本次采樣值與上次濾波結(jié)果之差超過(guò)該值，則視為無(wú)效采樣，并放棄本次采樣值。
   • 優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾。
   • 缺點(diǎn)：無(wú)法抑制周期性干擾，平滑度差。
2. 中位值濾波法
   • 連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)），將采樣值按大小排列，取中間值為本次有效值。
   • 優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾，對(duì)溫度、液位等變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果。
   • 缺點(diǎn)：對(duì)流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜。
3. 算術(shù)平均濾波法
   • 連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算。
   • 優(yōu)點(diǎn)：適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波。
   • 缺點(diǎn)：對(duì)于測(cè)量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用，比較浪費(fèi)內(nèi)存。
4. 遞推平均濾波法（滑動(dòng)平均濾波法）
   • 將連續(xù)取得的N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列，每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原來(lái)隊(duì)首的數(shù)據(jù)，然后對(duì)隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算。
   • 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，適用于高頻振蕩的系統(tǒng)。
   • 缺點(diǎn)：靈敏度低，對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差。
5. 中位值平均濾波法（防脈沖干擾平均濾波法）
   • 結(jié)合了中位值濾波法和算術(shù)平均濾波法的優(yōu)點(diǎn)，連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的平均值。
   • 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由其所引起的采樣值偏差。
   • 缺點(diǎn)：計(jì)算速度較慢。
6. 一階滯后濾波法
   • 本次濾波結(jié)果等于本次采樣值與上次濾波結(jié)果的加權(quán)和，加權(quán)系數(shù)取決于濾波系數(shù)a（0≤a≤1）。
   • 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合。
   • 缺點(diǎn)：相位滯后，靈敏度低。
7. 加權(quán)遞推平均濾波法
   • 是對(duì)遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)，通常是越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。
   • 優(yōu)點(diǎn)：適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對(duì)象和采樣周期較短的系統(tǒng)。
   • 缺點(diǎn)：對(duì)于純滯后時(shí)間常數(shù)較小、采樣周期較長(zhǎng)、變化緩慢的信號(hào)，不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度。
8. 消抖濾波法
   • 設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器，將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較，如果采樣值等于當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零；否則計(jì)數(shù)器加1，并判斷計(jì)數(shù)器是否達(dá)到上限N（溢出）。如果溢出，則將本次值替換當(dāng)前有效值，并清計(jì)數(shù)器。
   • 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開(kāi)/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數(shù)值抖動(dòng)。
   • 缺點(diǎn)：對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜。

三、特殊濾波方法

1. 高斯濾波
   • 一種線(xiàn)性平滑濾波，適用于消除高斯噪聲。
   • 通過(guò)對(duì)圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，用其周?chē)袼氐募訖?quán)平均灰度值來(lái)替代，達(dá)到平滑圖像的效果。
2. 中值濾波
   • 一種典型的非線(xiàn)性濾波技術(shù)，用像素點(diǎn)鄰域灰度值的中值來(lái)代替該像素點(diǎn)的灰度值。
   • 在去除脈沖噪聲、椒鹽噪聲的同時(shí)又能保留圖像邊緣細(xì)節(jié)。
3. 雙邊濾波
   • 一種非線(xiàn)性的濾波方法，結(jié)合圖像的空間鄰近度和像素值相似度的一種折衷處理。
   • 在去除噪聲的同時(shí)能夠較好地保留圖像的邊緣信息。

以上各種濾波方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和需求選擇合適的濾波方法。