python - 如何在python中对信号应用过滤器

Question

python中是否有任何准备好的函数可以将滤波器（例如巴特沃斯滤波器）应用于给定信号？我在 'scipy.signal' 中寻找这样的功能，但我没有找到比过滤器设计更有用的功能。实际上我希望这个函数将滤波器与信号进行卷积。

Answer 1

是的！那里有两个：

scipy.signal.filtfilt
scipy.signal.lfilter

还有卷积 (convolve和fftconvolve) 的方法，但这些方法可能不适合您的应用程序，因为它涉及 IIR 滤波器。

完整代码示例：

b, a = scipy.signal.butter(N, Wn, 'low')
output_signal = scipy.signal.filtfilt(b, a, input_signal)

您可以在文档中阅读有关参数和用法的更多信息。一个问题是这Wn是奈奎斯特频率的一小部分（采样频率的一半）。因此，如果采样率为 1000Hz 并且您想要 250Hz 的截止频率，您应该使用Wn=0.5.

顺便说一句，我强烈建议对大多数应用程序使用filtfiltover lfilter（仅filter在 Matlab 中调用）。正如文档所述：

此函数两次应用线性滤波器，一次向前，一次向后。组合滤波器具有线性相位。

这意味着输出的每个值都是输入中“过去”和“未来”点的函数。因此它不会滞后输入。

相反，lfilter仅使用输入的“过去”值。这不可避免地会引入时间滞后，这将取决于频率。当然，有一些应用程序需要这样做（尤其是实时过滤），但大多数用户使用filtfilt.