说明:以下资源来源于《数字信号处理的MATLAB实现》万永革主编
问题的提出:能否通过将频率域中的某些频率成分幅值置零然后运用IFFT变换到时间域而达到滤波的效果呢?
例:x=0.5*sin(2*pi*f1*t)+cos(2*pi*f2*t); f1=3,f2=10,数据点数为512,进行滤波,将频率为8~15Hz的波滤掉。采样间隔T=0.02.
dt=0.02;N=512;
n=0:N-1; t=n*T; f=n/(N*dt); %时间序列及频率序列
f1=3; f2=10; %信号的频率成分
x=.5*sin(2*pi*f1*t)+cos(2*pi*f2*t);
subplot(2,2,1), plot(t,x); %绘制原来的信号
title('原始信号的时间域');xlabel('时间/s');
y=fft(x); %对原信号作FFT变换
subplot(2,2,2), plot(f, abs(y)*2/N) %绘制原信号的振幅谱
xlabel('频率/Hz'), ylabel('振幅')
xlim([0 50]);title('原始振幅谱')
f1=8;f2=15; %要滤去频率的上限和下限
yy=zeros(1,length(y)); %设置与y相同元素的数组
for m=0:N-1 %将频率落在该频率范围及其大于Nyquist频率的波滤去
if(m/(N*dt)>f1&m/(N*dt)<f2)... %小于Nyquist频率的滤波范围
|(m/(N*dt)>(1/dt-f2)&m/(N*dt)<(1/dt-f1)) %大于Nyquist频率的滤波范围
%1/dt为一个频率周期
yy(m+1)=0.; %置在此频率范围内的振动振幅为零
else
yy(m+1)=y(m+1); %其余频率范围的振动振幅不变
end
end
subplot(2,2,4),plot(f,abs(yy)*2/N) %绘制滤波后的振幅谱
xlim([0 50]);xlabel('频率/Hz');ylabel('振幅')
gstext=sprintf('自 %4.1f -%4.1f Hz 的频率被滤除',f1,f2); %将滤波范围显示作为标题
title(gstext)
subplot(2,2,3),plot(t,real(ifft(yy))) %绘制滤波后的数据运用ifft变换回时间域并绘图。
title('通过IFFT回到时间域');
xlabel('时间/s');
这是最彻底最干净的滤波,这种滤波的缺点是由于使用FFT,相比于后面所讲的滤波技术,这种技术运算相对较慢。