維納濾波

維納濾波

物理領域術語
維納濾波(wiener filtering)一種基于最小均方誤差準則、對平穩過程的最優估計器。這種濾波器的輸出與期望輸出之間的均方誤差為最小,因此,它是一個最佳濾波系統。它可用于提取被平穩噪聲所污染的信号。是諾伯特·維納在二十世紀四十年代提出的一種濾波器,是根據全部過去的和當前的觀察數據來估計信号的當前值,它的解是以均方誤差最小條件下所得到的系統的傳遞函數H(z)或單位樣本響應h(n)的形式給出的,因此維納濾波器也稱為最佳線性濾波器。
    中文名:維納濾波 外文名: 别名: 英文名:wiener filtering 構成:采用電感、電容等分立元件構成 優點:适應面較廣 要求:輸入過程是廣義平穩的 應用學科:通信

正文

維納濾波由N.Wiener于1942年,基于最小均方誤差準則下提出的最佳線性濾波方法,但是去噪的效果不太好。在自适應濾波中,最廣泛采用的目标函數之一是均方誤差(MSE),其定義為輸出信号是由來自于陣列的信号的線性組合構成的,其中,分别是輸入信号和自适應濾波器系數向量。在線性組合器和FIR濾波器情形下,目标函數可以寫為,對于具有固定系數的濾波器而言,MSE函數為,其中,為期望信号與輸入信号之間的互相關向量,且為輸入信号的相關矩陣。

物理類型

歸入維納濾波理論範圍的濾波器結構有兩種不同的物理類型:橫向濾波器,以有限脈沖響應為特征。窄帶波束形成器,由一組權值可調、間隔均勻的天線元素組成。這兩種結構具有相同的特征:它們都是線性系統的實例,其輸出都定義為權向量與輸入向量的内積。

針對傳統小波阈值與維納濾波方法對合成孔徑雷達(synthetic aperture radar,SAR)影像去噪後效果不太理想的情況下,提出了一種基于非局部均值與小波域維納濾波聯合的SAR影像相幹斑抑制方法。首先,對SAR影像進行小波分解,将影像及噪聲引入到小波域中;然後,對分解出的低頻部分進行非局部均值處理,高頻部分進行維納濾波;最後,對處理後的低頻和高頻部分進行小波重構,得到去噪後的影像。實驗結果表明,所提的去噪方法不僅能夠有效去除相幹斑噪聲,而且較好地保持了圖像的紋理結構等信息。與傳統的小波阈值與維納去噪方法相比,在等效視(ENL)數、峰值信噪比(PSNR)和結構相似性(SSIM)指标上有明顯改善。

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