Filterwahl

Filterwahl bezeichnet den Prozess der Auswahl einer Filtermethode zur Unterdrückung unerwünschter Signalanteile oder Datenkomponenten. Der Begriff wird in verschiedenen Fachgebieten verwendet, insbesondere in der digitalen Signalverarbeitung, der Bildverarbeitung und der Datenanalyse. Ziel ist es, ein Gleichgewicht zwischen Störunterdrückung, Verzögerung, Frequenz- und Phasenverhalten sowie Rechenaufwand zu erreichen.

In der digitalen Signalverarbeitung werden Filter typischerweise als FIR- oder IIR-Filter implementiert und als Tiefpass-, Hochpass-, Bandpass- oder Bandstoppfilter konfiguriert. Wichtige Entscheidungsparameter sind Grenzfrequenzen, Passband- bzw. Attenuationsgüte, Phasenlinearität und Latenz. FIR-Filter bieten oft lineare Phasen und stabilen Betrieb, benötigen jedoch mehr Koeffizienten; IIR-Filter sind effizienter, können aber instabil werden oder nichtlineare Phasen zeigen. In der Bildverarbeitung kommen neben linearen Filtern auch Median-, Bilateral- und Wedar-Filter zum Einsatz, je nach Anspruch an Rauschminderung und Kantenschutz.

In der Statistik kann Filterwahl die Auswahl von Glättungsverfahren oder Zustandsfiltern (wie dem Kalman-Filter) betreffen, die Messrauschen schätzen oder zeitliche Entwicklungen verfolgen. Auswahlkriterien umfassen Noise-Typ, gewünschte Glättung, Verfügbarkeit von Rechenleistung und Robustheit.

Der Prozess umfasst Anforderungsdefinition, Untersuchung von Kandidaten, Simulation mit Kennwerten wie SNR, MSE oder PSNR, sowie Implementierung und Validierung im Zielsystem. Typische Herausforderungen sind Verzögerung, Aliasing, numerische Stabilität und Artefakte bei starkem Rauschen.