时空滤波技术是什么

Ⅰ 什么是滤波

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。是根据观察某一随机过程的结果，对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。滤波是信号处理中的一个重要概念，滤波分经典滤波和现代滤波两种。

滤波器

只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。

现代滤波

用模拟电子电路对模拟信号进行滤波，其基本原理就是利用电路的频率

滤波

1、当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器。

2、当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做低通滤波器。

3、设低频段的截止频率为fp1,高频段的截止频率为fp2:

1)频率在fp1与fp2之间的信号能通过其它频率的信号被衰减的滤波器叫做带通滤波器。

2)反之，频率在fp1到fp2的范围之间的被衰减，之外能通过的滤波器叫做带阻滤波器。

Ⅱ 什么是时空滤波技术

看 - 直-播 绣- 比-B `的来！-叁 ,柒C,伍 .点 匸`⊙m- 计算机中显示的图形一般可以分为两大类——矢量图和位图。矢量图使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。例如一幅花的矢量图形实际上是由线段形成外框轮廓，由外框的颜色以及外框所封闭的颜色决定花显示出的颜色。由于矢量图形可通过公式计算获得，所以矢量图形文件体积一般较小。矢量图形最大的优点是无论放大、缩小或旋转等不会失真。Adobe公司的Freehand、Illustrator、Corel公司的CorelDRAW是众多矢量图形设计软件中的佼佼者。大名鼎鼎的Flash MX制作的动画也是矢量图形动画。

矢量图像，也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列由线连接的点。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。既然每个对象都是一个自成一体的实体，就可以在维持它原有清晰度和弯曲度的同时，多次移动和改变它的属性，而不会影响图例中的其它对象。这些特征使基于矢量的程序特别适用于图例和三维建模，因为它们通常要求能创建和操作单个对象。基于矢量的绘图同分辨率无关。这意味着它们可以按最高分辨率显示到输出设备上。

矢量图与位图最大的区别是,它不受分辨率的影响。因此在印刷时,可以任意放大或缩小图形而不会影响出图的清晰度

矢量图：是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，文件占用内在空间较小，因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合。它的特点是放大后图像不会失真，和分辨率无关，文件占用空间较小，适用于图形设计、文字设计和一些标志设计、版式设计等。

常用的矢量图格式

*.bw是包含各种像素信息的一种黑白图形文件格式。

*.cdr (CorelDraw)

*.cdr是CorelDraw中的一种图形文件格式。它是所有CorelDraw 应用程序中均能够使用的一种图形图像文件格式。

*.col(Color Map File)

*.col是由Autodesk Animator、Autodesk Animator Pro等程序创建的一种调色板文件格式，其中存储的是调色板中各种项目的RGB值。

*.dwg

*.dwg是AutoCAD中使用的一种图形文件格式。

*.dxb(drawing interchange binary)

*.dxb是AutoCAD创建的一种图形文件格式。

*.dxf(Autodesk Drawing Exchange Format)

*.dxf是AutoCAD中的图形文件格式，它以ASCII方式储存图形，在表现图形的大小方面十分精确，可被CorelDraw、3DS等大型软件调用编辑。

*.wmf(Windows Metafile Format)

*.wmf是Microsoft Windows中常见的一种图元文件格式，它具有文件短小、图案造型化的特点，整个图形常由各个独立的组成部分拼接而成，但其图形往往较粗糙，并且只能在M icrosoft Office中调用编辑。

*.emf(Enhanced MetaFile)

*.emf是由Microsoft公司开发的Windows 32位扩展图元文件格式。其总体设计目标是要弥补在Microsoft Windows 3.1(Win16)中使用的*.wmf文件格式的不足，使得图元文件更加易于使用。

*.eps(Encapsulated PostScript)

*.eps是用PostScript 语言描述的一种ASCII图形文件格式，在PostScript图形打印机上能打印出高品质的图形图像，最高能表示32位图形图像。该格式分为Pho toShop EPS格式(Adobe Illustrator Eps)和标准EPS格式，其中标准EPS格式又可分为图形格式和图像格式。值得注意的是，在PhotoShop中只能打开图像格式的EPS文件。*.ep s格式包含两个部分：第一部分是屏幕显示的低分辨率影像，方便影像处理时的预览和定位；第二部分包含各个分色的单独资料。*.eps文件以D CS/CMYK形式存储，文件中包含CMYK四种颜色的单独资料，可以直接输出四色网片。但是，除了在PostScript打印机上比较可靠之外，*.e ps格式还有许多缺陷：首先，*.eps格式存储图像效率特别低；其次，*.eps格式的压缩方案也较差，一般同样的图像经*.tiff的LZW压缩后，要比* .eps的图像小3到4倍。

filmstrip

filmstrip即幻灯片，它是Premiere中的一种输出文件格式。Premiere将动画输出成一个长的竖条，竖条由独立方格组成。每一格即为一帧。每帧的左下角为时间编码，右下角为帧的编号。你可以在P hotoShop中调入该格式的文件，然后应用PhotoShop特有的处理功能对其进行处理。但是，千万不可改变filmstrip文件的大小，如果改变了，则这幅图片就不能再存回f ilmstrip格式了，也就不能再返回Premiere了。

*.ico(Icon file)

*.ico是Windows的图标文件格式。

*.iff(Image File Format)

*.iff是Amiga等超级图形处理平台上使用的一种图形文件格式，好莱坞的特技大片多采用该格式进行处理，可逼真再现原景。当然，该格式耗用的内存、外存等计算机资源也十分巨大。

*.lbm

*.lbm是Deluxe Paint中使用的一种图形文件格式，其编码方式类似于*.iff。

*.mag

*.mag是日本人常用的一种图形文件格式。

*.mac(Macintosh)

*.mac是Macintosh中使用的一种灰度图形文件格式，在Macintosh paintbrush中使用，其分辨率只能是720×567。

*.mpt(Macintosh Paintbrush)

*.mpt是Macintosh中使用的一种图形文件格式。

*.msk(Mask Data File)

*.msk是Animator Pro中的一种图形文件格式，其中包含一个位图图形。

*.opt(Optics Menu Settings File)/ *.twe(Tween Data File)

是Animator Pro创建的图形文件格式。

*.ply(Polygon File)

*.ply是Animator Pro创建的一种图形文件格式，其中包含用来描述多边形的一系列点的信息。

*.pbm/*.pgm/*.ppm (Portable Pixmap)

图形文件格式。

*.pcd(Kodak PhotoCD)

*.pcd是一种Photo CD文件格式，由Kodak公司开发，其他软件系统只能对其进行读取。该格式主要用于存储CD-ROM上的彩色扫描图像，它使用YCC色彩模式定义图像中的色彩。Y CC色彩模式是CIE色彩模式的一个变种。CIE色彩空间是定义所有人眼能观察到的颜色的国际标准。YCC和CIE色彩空间包含比显示器和打印设备的R GB色和CMYK色多得多的色彩。Photo CD图像大多具有非常高的质量，将一卷胶卷扫描为Photo CD文件的成本并不高，但扫描的质量还要依赖于所用胶卷的种类和扫描仪使用者的操作水平。

*.pcx(PC Paintbrush)/*.pcc

*.pcx最早是由Zsoft公司的PC Paintbrush图形软件所支持的一种经过压缩的PC位图文件格式。后来，Microsoft将PC Paintbrush移植到Windows环境中，*.pcx图像格式也就得到了更多的图形图像处理软件的支持。该格式支持的颜色数从最早的16色发展到目前的1 677万色。它采用行程编码方案进行压缩，带有一个128字节的文件头。

*.pic

*.pic是一种图形文件格式，其中包含了未经压缩的图像信息。

*.pict/*.pict2/*.pnt

*.pict文件格式主要应用于Mac机上，也可在安装了Quick Time的PC机上使用。该格式的文件不适用于打印（若在PostScript打印机上打印*.pict格式的文件，则会造成PostSlipt错误），而经常用于多媒体项目。* .pict也是Mac应用软件用于图像显示的格式之一。

*.psd(Adobe PhotoShop Document)/*.pdd

*.psd是PhotoShop中使用的一种标准图形文件格式，可以存储成RGB或CMYK模式，还能够自定义颜色数并加以存储。*.psd文件能够将不同的物件以层（L ayer）的方式来分离保存，便于修改和制作各种特殊效果。

*.pdd和*.psd一样，都是PhotoShop软件中专用的一种图形文件格式，能够保存图像数据的每一个细小部分，包括层、附加的蒙版通道以及其他内容，而这些内容在转存成其他格式时将会丢失。另外，因为这两种格式是P hotoShop支持的自身格式文件，所以PhotoShop能以比其他格式更快的速度打开和存储它们。唯一的遗憾是，尽管PhotoShop在计算过程中应用了压缩技术，但用这两种格式存储的图像文件仍然特别大。不过，用这两种格式存储图像不会造成任何的数据流失，所以当你在编辑过程中时，最好还是选择这两种格式存盘，以后再转换成占用磁盘空间较小、存储质量较好的其他文件格式。

*.pxr(PiXaR)

也许只有PIXAR工作站用户才比较了解*.pxr这种文件格式，该格式支持灰度图像和RGB彩色图像。可在PhotoShop中打开一幅由PIXAR工作站创建的* .pxr图像，也可以用*.pxr格式来存储图像文件，以便输送到工作站上。

*.ras (Sun Raster files)/ *.raw(Raw GrayScale)

图形文件格式。

Scitex CT

Scitex CT是在Scitex高档印前工作站上创建的一种图像文件格式，该工作站主要用于图像的编辑和分色。Scitex CT图像总是以CMYK模式打开，如果它们最终还要返回到Scitex系统，则请保持其CMYK模式。可利用PhotoShop来打开并编辑Scitex CT图像。

*.tga(Tagged Graphic)

*.tga是True Vision公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，创建时间较早，最高色彩数可达32位，其中包括8位Alpha通道用于显示实况电视。该格式已经被广泛应用于P C机的各个领域，而且该格式文件使得Windows与3DS相互交换图像文件成为可能。你可以先在3DS中生成色彩丰富的*.tga文件，然后在Win dows中利用PhotoShop、Freeherd、Painter等应用软件来进行修改和渲染。

*.win

*.win是类似于*.tga的一种图形文件格式。

*.xbm (X BitMap)

*.xbm是一种图形文件格式。

Ⅲ 空域滤波和频域滤波的原理是什么呢

空域是局部滤波，频域是全局滤波。因为空域滤波是只和局部信息有关，但是频域滤波是和整体图像信息有关，这个有点像二值化算法中的局部二值化和全局二值化，至于选用空域还是频域，哪个效果好是和图片本身有关的。

空域滤波指的是，在时域上叠加在一起的几个信号占用相同频带时，波束形成利用来自不同方向的信号所具有的空域分离性来实现信号空域处理的一种技术。

空域滤波的概念是在雷达技术领域的数字波束形成技术（Digital Beam Forming, DBF）中提出的。它是指在特定的方向上形成主瓣波束，接收有用信号并且抑制来自其它方向的干扰信号。

因为叠加在一起或者说在时间上同时到达的几个信号占有相同的频带时，通常的时域滤波和频域滤波已经不能将它们分开，但这些信号一般是来自不同的方向，波束形成就是利用这种空域的分离性来实现信号的空域处理的。

其实质是一个多通道的阵列信号处理系统，是一个空域滤波的概念，这一概念还广泛应用于数字图像处理中。

空域滤波在数字图像处理领域有如下定义：使用空域模板进行的图像处理，被称为空域滤波；模板本身被称为空域滤波器。

Ⅳ 空间滤波的平滑、锐化滤波器的异同点及相互联系

空域滤波技术根据功能主要分为平滑滤波与锐化滤波。 平滑滤波能减弱或消除图像中的高频率分量而不影响低频分量，高频分量对应图像中的区域边缘等灰度值具有较大变化的部分，平滑滤波可将这些分量滤去减少局部灰度起伏，使图像变得比较平滑。也可用于消除噪声，或在提取较大目标前去除太小的细节或将目标的小间断连接起来。
锐化滤波正好相反，锐化滤波常用于增强被模糊的细节或目标的边缘，强化图像的细节。 忘采纳~

Ⅳ 信号滤波器原理是什么

一、滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。

本节所述内容属于模拟滤波范围。主要介绍模拟滤波器原理、种类、数学模型、主要参数、RC滤波器设计。尽管数字滤波技术已得到广泛应用，但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。

二、滤波器分类

1、根据滤波器的选频作用分类

⑴低通滤波器

从0～f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地衰减。

⑵高通滤波器

与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。

⑶带通滤波器

它的通频带在f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。

⑷带阻滤波器

与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过.

低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器，例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。

⒉根据“最佳逼近特性”标准分类

⑴巴特沃斯滤波器

从幅频特性提出要求，而不考虑相频特性。巴特沃斯滤波器具有最大平坦幅度特性，其幅频响应表达式为：

⑵切比雪夫滤波器

切贝雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的，其幅频响应表达式为：ε是决定通带波纹大小的系数，波纹的产生是由于实际滤波网络中含有电抗元件；Tn是第一类切贝雪夫多项式。

与巴特沃斯逼近特性相比较，这种特性虽然在通带内有起伏，但对同样的n值在进入阻带以后衰减更陡峭，更接近理想情况。ε值越小，通带起伏越小，截止频率点衰减的分贝值也越小，但进入阻带后衰减特性变化缓慢。切贝雪夫滤波器与巴特沃斯滤波器进行比较，切贝雪夫滤波器的通带有波纹，过渡带轻陡直，因此，在不允许通带内有纹波的情况下，巴特沃斯型更可取；从相频响应来看，巴特沃斯型要优于切贝雪夫型，通过上面二图比较可以看出，前者的相频响应更接近于直线。

⑶贝塞尔滤波器

只满足相频特性而不关心幅频特性。贝塞尔滤波器又称最平时延或恒时延滤波器。其相移和频率成正比，即为一线性关系。但是由于它的幅频特性欠佳，而往往限制了它的应用。

三、理想滤波器

理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。也就是说，理想滤波器在通带内的幅频特性应为常数，相频特性的斜率为常值；在通带外的幅频特性应为零。

理想低通滤波器的频率响应函数为:其幅频及相频特性曲线为：分析上式所表示的频率特性可知，该滤波器在时域内的脉冲响应函数 h（t）为 sinc函数，图形如下图所示。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸，从图中可以看出，在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前，即在t<0时，滤波器就已经有响应了。显然，这是一种非因果关系，在物理上是不能实现的。这说明在截止频率处呈现直角锐变的幅频特性，或者说在频域内用矩形窗函数描述的理想滤波器是不可能存在的。实际滤波器的频域图形不会在某个频率上完全截止，而会逐渐衰减并延伸到∞。

四、实际滤波器

⒈实际滤波器的基本参数

理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中，通带和阻带之间应没有严格的界限。在通带和阻带之间存在一个过渡带。在过渡带内的频率成分不会被完全抑制，只会受到不同程度的衰减。当然，希望过渡带越窄越好，也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。因此，在设计实际滤波器时，总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。

如图所示为理想带通（虚线）和实际带通（实线）滤波器的幅频特性。由图中可见，理想滤波器的特性只需用截止频率描述，而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点，两截止频率之间的幅频特性也非常数，故需用更多参数来描述。

⑴纹波幅度d

在一定频率范围内，实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化，其波动幅度d与幅频特性的平均值A0相比，越小越好，一般应远小于-3dB。

⑵截止频率fc

幅频特性值等于0.707A0所对应的频率称为滤波器的截止频率。以A0为参考值，0.707A0对应于-3dB点，即相对于A0衰减3dB。若以信号的幅值平方表示信号功率，则所对应的点正好是半功率点

⑶带宽B和品质因数Q值

上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽，或-3dB带宽，单位为Hz。带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。在电工学中，通常用Q代表谐振回路的品质因数。在二阶振荡环节中，Q值相当于谐振点的幅值增益系数， Q=1/2ξ（ξ——阻尼率）。对于带通滤波器，通常把中心频率f0（ ）和带宽 B之比称为滤波器的品质因数Q。例如一个中心频率为500Hz的滤波器，若其中-3dB带宽为10Hz，则称其Q值为50。Q值越大，表明滤波器频率分辨力越高。

⑷倍频程选择性W

在两截止频率外侧，实际滤波器有一个过渡带，这个过渡带的幅频曲线倾斜程度表明了幅频特性衰减的快慢，它决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。通常用倍频程选择性来表征。所谓倍频程选择性，是指在上截止频率fc2与 2fc2之间，或者在下截止频率fc1与fc1/2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量或倍频程衰减量以dB/oct表示（octave，倍频程）。显然，衰减越快（即W值越大），滤波器的选择性越好。对于远离截止频率的衰减率也可用10倍频程衰减数表示之。即［dB／10oct］。

⑸滤波器因数（或矩形系数）

滤波器因数是滤波器选择性的另一种表示方式 ，它是利用滤波器幅频特性的 -60dB带宽与-3dB带宽的比值来衡量滤波器选择性，记作 ，即理想滤波器 =1，常用滤波器 =1－5，显然， 越接近于1，滤波器选择性越好。

Ⅵ 简述数字滤波技术，其算法有哪些

1、定义
所谓数字滤波，
就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。
故实质上它是一种程序滤波。
2、算法
算术平均值法、
中位值滤波法、
限幅滤波法、
惯性滤波法。

Ⅶ 散斑自相关成像，通过空间滤波，扩大记忆效应范围

散斑自相关成像是一种新兴透过散射介质的成像技术，其主要优点是实验装置简单、单次探测快速、无创。散斑自相关成像的前提是光记忆效应，光记忆效应的大小决定了成像视场。记忆效应范围与介质厚度成反比。对于生物组织等实际散射介质，当厚度大于1 mm时，记忆效应范围趋近于零，有限的视场限制了散斑自相关成像在厚介质中的应用。

现在中国科学院上海光学与精细机械研究所的一个研究小组与香港理工大学研究人员合作，提出了一种通过空间滤波来扩大记忆效应范围的方法，从而扩大了散斑自相关成像的视场，其研究成果发表在《光学快报》期刊上。在这项研究中，研究人员在前人工作的基础上发现，散射光越少，记忆效应范围越大，并且在正向仍占主导地位。

因此，提出了选择弹道和较少散射光的空间滤波方法，以扩大记忆效应范围。与时间门控相比，空间滤波是一种简单的被动方式，在实现上没有苛刻的要求。在实验中，4f透镜系统被用作空间滤波器。通过改变4f系统中虹膜的直径，可以滤除较少散射的低频光。并给出了基于多重随机相位掩模模型的仿真和实验结果，验证了空间滤波的有效性。

实验证明，在减小滤波带宽的情况下，成像视场得到了扩展。综上所述，本研究为扩大记忆效应范围提供了一种简单而有效的空间滤波方式。该方法在光学系统设计中易于实现和集成。除了散斑自相关成像之外，潜在优点还可以扩展到通过散射介质进行光学成像和操纵的各种技术。

由于散射介质的光记忆效应(ME)具有其固有的角度范围，基于自相关的非均匀介质的光学成像受到视场(FOV)限制。新研究成功地扩展了角度ME的范围，利用空间滤波技术来选择低频分量，主要是弹道光和较少的散射光，从而增加了散斑自相关成像的视场。研究也给出了模拟和实验验证，该技术并不局限于所讨论的4f结构，可以为光学系统的设计，提供通过散射介质成像的指导。

Ⅷ 什么是空间滤波技术

空间滤波是基于阿贝成象原理的一种光学信息处理方法，它用空间频谱的语言分析物光场的结构信息，通过有意识的改变物频谱的手段来产生所期望的像。
那究竟什么是阿贝成象原理，什么是空间频率，什么又是空间频谱分析呢呢？下面我将逐一介绍。

空间频率与空间频谱分析
大家已很熟悉“频率”这个概念了。例如，在简谐运动表达式
......
中，v 就表示频率。它的意义是单位时间内振动的次数。与之相应的周期 T = 1 / v 是振动位移相邻两次达到极大值所隔时间。这里频率和周期都是周期性运动的时间特征的描述。我们还知道如（1）式的简谐运动是最简单的周期性运动，几个简谐运动可以合成一个比较复杂的周期性运动。反过来，一个周期性运动可以分解为若干个不同频率的简谐运动。已知一个周期性运动，求组成它的各个简谐运动频率及相应振幅的方法叫傅里叶分析，所得的频率和相应振幅的集合叫该周期性运动的（时间）频谱，周期性运动的频谱取一系列分立值。非周期性运动也可用傅里叶分析求其频谱，不过其频谱分布是连续的。
光学信息处理的对象是图象。一幅图象必然是各处明暗色彩不同，这是一种光的强度和颜色按空间的分布。这种空间分布的特征可以用空间频率来表明。例如，一张绘有等距离平行等宽窄条的图片（图 1），其明暗分布就具有空间周期性。相邻两条之间的空间距离 d 可以叫做空间周期，其倒数 f = 1 / d 为单位长度内的条数，就叫空间频率。