1.系統(tǒng)辨識:當(dāng)我們想描述一個(gè)未知系統(tǒng)(如一組復(fù)雜的模擬電路),解析的算出系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)或者系統(tǒng)函數(shù)是比較困難的。這時(shí),我們就可以用未知系統(tǒng)的輸入和輸出訓(xùn)練自適應(yīng)濾波器(未知系統(tǒng)的輸入作為自適應(yīng)濾波器的輸入,未知系統(tǒng)的輸出作為自適應(yīng)濾波器的期望信號,當(dāng)自適應(yīng)濾波器收斂后,對應(yīng)的濾波器就可以看做是未知系統(tǒng)的近似)。
2.逆系統(tǒng)辨識:在這類應(yīng)用中,自適應(yīng)濾波器的作用是提供一個(gè)逆模型,該模型可在某種意義上最好擬合未知噪聲裝置。理想地,在線性系統(tǒng)的情況下,該逆模型具有等于未知裝置轉(zhuǎn)移函數(shù)倒數(shù)的轉(zhuǎn)移函數(shù),使得二者的組合構(gòu)成一個(gè)理想的傳輸媒介。該系統(tǒng)輸入的延遲構(gòu)成自適應(yīng)濾波器的期望響應(yīng)。在某些應(yīng)用中,該系統(tǒng)輸入不加延遲地用做期望響應(yīng)。
3.預(yù)測:在這類應(yīng)用中,自適應(yīng)濾波器的作用是對隨機(jī)信號的當(dāng)前值提供某種意義上的一個(gè)最好預(yù)測。于是,信號的當(dāng)前值用作自適應(yīng)濾波器的期望響應(yīng)。信號的過去值加到濾波器的輸入端。取決于感興趣的應(yīng)用,自適應(yīng)濾波器的輸出或估計(jì)誤差均可作為系統(tǒng)的輸出。在第一種情況下,系統(tǒng)作為一個(gè)預(yù)測器;而在后一種情況下,系統(tǒng)作為預(yù)測誤差濾波器。
4.噪聲消除:在一類應(yīng)用中,自適應(yīng)濾波器以某種意義上的最優(yōu)化方式消除包含在基本信號中的未知干擾?;拘盘栍米髯赃m應(yīng)濾波器的期望響應(yīng),參考信號用作濾波器的輸入。參考信號來自定位的某一傳感器或一組傳感器,并以承載新息的信號是微弱的或基本不可預(yù)測的方式,供給基本信號上。這種類型自適應(yīng)濾波器的輸入信號為噪聲源,期望信號信號為含有噪聲的信號源。經(jīng)過多次迭代后,期望信號和自適應(yīng)濾波器的輸出信號之差就是信號源的估計(jì)。
在第四種應(yīng)用中直接把期望信號和噪聲相減不久可以得到信號源了嗎?為什么還要濾波呢?
之前還看到別人寫的一個(gè)例子,大概是說為了測量胎兒的心跳,可以通過濾波把孕婦的心跳信號濾除,就得到了胎兒的心跳信號。??墒菫槭裁床荒苤苯訌挠^測信號中把孕婦的心跳減掉呢?
答:
胎兒心跳傳感器接收到的=胎兒心跳+母親心跳+其他噪聲(母親腸道蠕動之類)
母親心跳傳感器接收到的=母親心跳+胎兒心跳+其他噪聲
因?yàn)閭鞲衅魑恢貌灰粯?,所以接收到的信號和噪聲的增益也是不一樣的。所以事?shí)上是這樣:
胎兒心跳傳感器接收到的=胎兒心跳+A*母親心跳+B*其他噪聲
母親心跳傳感器接收到的=母親心跳+C*胎兒心跳+D*其他噪聲
A、B、C、D全部未知,所以不能簡單的直接相減。
正因?yàn)樵跁r(shí)域上不能相減,所以才利用濾波器在頻域相減。
另外時(shí)域上的相減至少需要測量并存儲一定時(shí)間內(nèi)的信號;頻域上的處理可以實(shí)時(shí)更新,更方便快捷。