滤波带宽

什么是滤波带宽

滤波带宽指在数字信号处理中，对信号进行滤波时，要保留信号中特定频率范围的信号成分，而去除其它频率范围的成分的频带宽度。简单点说，就是信号处理时处理声音、图像或数据中某些频率成分的范围。

滤波带宽的作用

滤波带宽在信号处理中起到至关重要的作用，它可以帮助工程师在处理信号时仅仅留下特定部分的信号，从而提高整个处理过程的噪声抑制和信噪比的提高。例如，在手机通讯中，滤波带宽可以帮助过滤掉除了人声之外的其他背景噪声，从而提高通话质量。在图像处理中，滤波带宽可以帮助我们去除常见的图像噪声，从而提高图像的清晰度，更好的还原真实场景。

滤波带宽的种类

滤波器通常有两种基本类型，一种是低通滤波器，它将低于截止频率的信号成分通过，而阻塞高于截止频率的信号成分。另一种是高通滤波器，它将高于截止频率的信号成分通过，而阻挡低于截止频率的信号成分。此外还有带通滤波器和带阻滤波器，前者保留在截止频率之间的频率成分，而阻断其他范围内的频率成分。后者通过不与截止频率匹配的一个频率范围内的信号成分，而在其他范围内的信号成分掐死。

如何选择滤波带宽的范围?

从理论上讲，滤波带宽的范围应该与所处理的信号的特性有关。例如，对于语音通讯，合适的滤波带宽范围应该在300赫兹至3千赫兹之间，这是人耳对于语音通讯的敏感范围，将其他频率成分过滤掉不但能减少网络传输所需的数据量，还能避免在高频区域增加的噪音干扰。而在图像处理中，选择合适的滤波带宽常常需要感受信号处理过程中的特定成分，例如在人脸识别中，需要通过提取面部纹理来确定人脸的特征点，选用恰当的滤波带宽能够更好的滤除干扰信号。

滤波带宽的应用场景

滤波带宽在通信、图像处理等地方广泛应用。在通信领域，无线电通讯、ADSL宽带、有线电视等都需要选择合适的滤波带宽范围来保持信号的质量。在图像处理中，特别是在计算机视觉领域中，滤波带宽被广泛应用于特征提取、噪音抑制、增强图像细节等方面。同时，滤波带宽也在音频处理、实时信号传递等地方中具有重要的作用。