Filtreringseffekt

Filtreringseffekt är den förändring som uppstår när ett filter tillämpas på en signal, bild eller dataset. Ett filter modifierar spektrinnehållet genom att dämpa vissa frekvenser och ofta även ändra fasrelationerna mellan olika komponenter. I linjära tidsinvarianta system kan filtret beskrivas av impulresponsen h(t) eller överföringsfunktionen H(f); utgången är konvolutionen av indata med impulresponsen eller, i frekvensdomänen, produkten av indata och överföringsfunktionen.

Filtrering används i många sammanhang för att minska brus, avlägsna oönskade frekvenser eller extrahera specifika egenskaper. Lågpassfilter dämpar högfrekvent innehåll och lämnar långsamma variationer; högpassfilter gör motsatsen; bandpassfilter släpper igenom ett begränsat frekvensband; notch-filter utesluter ett särskilt band. Filtrering kan genomföras analogt eller digitalt; digitala filter är ofta uppdelade i FIR- och IIR-filter.

Filtrering påverkar även tidsmässiga egenskaper: den orsakar fördröjning och ofta fasförskjutningar mellan frekvenser som kan leda till distorsion eller oönskad smearing av signaler eller bilder. Hårda avvägningar mellan snabbhet och noggrannhet görs vid filterdesign; ökade ordningar ger skarpare avskärning men kan innebära större försening och numerisk känslighet.

Användningsområden inkluderar ljud- och telekommunikation, medicinsk bildbehandling, experimentella mätningar och dataanalys. Varje tillämpning kräver lämpliga val av typ, cutoff och ordning för att behålla relevanta signalegenskaper samtidigt som oönskat brus eller störningar reduceras.