【问题标题】:Is the convolution operation used for IIR filters?卷积运算是否用于 IIR 滤波器?
【发布时间】:2013-02-07 22:11:00
【问题描述】:

我是信号处理方面的新手。我了解离散卷积运算是用于FIR滤波器的:在卷积公式y[n] = x[n] * h[n] = sum(x[k] x h[n-k])中,右边显然没有y[n]。根据这个卷积运算的定义,我是否正确地假设它通常用于 IIR 滤波器,因为 IIR 滤波器可以在右侧引用 y[]

【问题讨论】:

标签: signal-processing


【解决方案1】:

信号处理的一个基本结果是任何 LTI 滤波器(FIR 或 IIR)都可以表示为输入与脉冲响应的卷积:

y[n] = x[n] * h[n] 

现在,FIR 滤波器(或“全零滤波器”)是h[n] 具有有限支持的滤波器,即它具有有限(因此得名)数量的非零系数.因此,输出可以表示为输入的(有限)线性组合,或有限卷积。相比之下,IIR 具有无限系数,因此输出仍然是输入的卷积(或线性组合),但具有无限项。当然,如果必须以数字方式实现卷积,除非项数有限,否则无法显式执行。

一个简单的 IIR 示例是 y[n] = y[n-1]/2 + x[n] (1)

这个IIR滤波器的脉冲响应是一个递减的指数:h[n]= (1/2)^n (n>0),这意味着输入-输出可以表示为

y[n] = x[n] + x[n-1]/2 + x[n-2]/4 + x[n-3]/8 + ....(2)

这也可以通过检查获得。现在,第一种形式 (1) 是递归的,并且是以数字方式实现过滤器的自然方式(不是唯一的方式)。第二种形式 (2) 是非递归的(但有无限项)并明确显示卷积y[n] = x[n] * h[n];它在概念上很重要,但当然,它不是一种可行的实现方式。

【讨论】:

【解决方案2】:

虽然你的符号有点奇怪,但你关于 IIR 滤波器的陈述是正确的。 IIR 滤波器是使用差分方程实现的,而不是卷积。

您可能会对这篇博文感兴趣,以帮助您入门:http://blog.bjornroche.com/2012/08/basic-audio-eqs.html

【讨论】:

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