FIR的工程應(yīng)用

1、 FIR 數(shù)字濾波器的應(yīng)用 基于fir數(shù)字濾波器的測井低頻信息提取 邱鵬光什么是濾波器 在信號處理過程中，所處理的信號往往混有噪音，從接收到的信號中消除或減弱噪音是信號傳輸和處理中十分重要的問題。根據(jù)有用信號和噪音的不同特性，提取有用信號的過程稱為濾波，實現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。FIR數(shù)字濾波器 有限長單位沖激響應(yīng)濾波器，是數(shù)字信號處理系統(tǒng)中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴(yán)格的線性相頻特性，同時其單位抽樣響應(yīng)是有限長的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。FIR濾波器特點：1、具有精確的線性相位2、總是穩(wěn)定的3、硬件容易實現(xiàn)4、濾波器過渡過程具有有限區(qū)間5、延遲較大FIR濾波器應(yīng)用領(lǐng)

2、域 1、語音處理 語音處理是最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，也是最早推動數(shù)字信號處理理論發(fā)展的領(lǐng)域之一。在市場上已出現(xiàn)了一些相關(guān)的軟件和硬件產(chǎn)品，例如，盲人閱讀機、啞人語音合成器、口授打印機、語音應(yīng)答機，各種會說話的儀器和玩具，以及通信和視聽產(chǎn)品大量使用的音頻壓縮編碼技術(shù)。 2、圖像處理 3、地質(zhì)勘探 4、通信 5、音樂 6、在軍事上被大量應(yīng)用于導(dǎo)航、制導(dǎo)、電子對抗、戰(zhàn)場偵察；在電力系統(tǒng)中被應(yīng)用于能源分布規(guī)劃和自動檢測；在環(huán)境保護中被應(yīng)用于對空氣污染和噪聲干擾的自動監(jiān)測，在經(jīng)濟領(lǐng)域中被應(yīng)用于股票市場預(yù)測和經(jīng)濟效益分析，等等?；趂ir濾波器的測井低頻信息提取 背景： 由于地震記錄是帶限的，缺乏低

3、頻分量（通常為010Hz），不能夠很好的映射測井?dāng)?shù)據(jù)，為了保證反演的適應(yīng)性，只能輸入測井低頻趨勢作為反演約束條件。 具體實現(xiàn)： 在反演過程中，增加該反演地層測井聲波時差的低頻信息，通常取為010Hz，以保證能在正確的地層參數(shù)低頻約束下，實現(xiàn)由地震記錄到測井信息的反演。（反演：根據(jù)由地物電磁波特征產(chǎn)生的遙感影像特征反推其形成過程中的電磁波狀況的技術(shù)。 ） 由于FIR系統(tǒng)總是穩(wěn)定的、易實現(xiàn)線性相位且允許設(shè)計多通帶濾波器，本次研究選用FIR濾波器。理論支持 數(shù)字濾波器可以理解為是一個計算程序或算法，將代表輸入信號的數(shù)字時間序列轉(zhuǎn)化為代表輸出信號的數(shù)字時間序列，并在轉(zhuǎn)化過程中使信號按預(yù)定的形式變化。F

4、IR數(shù)字濾波器的響應(yīng)h(n)是有限長的，M階FIR數(shù)字濾波器可以表示如下： 系統(tǒng)函數(shù)為 它的設(shè)計問題實質(zhì)上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)問題。設(shè)計包括以下步驟：給出所需要的濾波器的技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計一個H（z）使其逼近所需要的技術(shù)指標(biāo)；實現(xiàn)所設(shè)計的H（z）。FIR濾波器設(shè)計及測井信號低頻提取 濾波器的設(shè)計與濾波器的性能息息相關(guān)，所以應(yīng)特別重視濾波器的設(shè)計工作。濾波器設(shè)計時的參數(shù)設(shè)置包括響應(yīng)類型、濾波器階次、頻率參數(shù)、幅度參數(shù)及密度因子等選項。 FIR濾波器設(shè)計及測井信號低頻提取 為了滿足低頻提取的需要，濾波器參數(shù)設(shè)置如下：響應(yīng)類型為低通，設(shè)計方法為等紋波，濾波器階次為504階，采樣頻率Fs為1024Hz，通帶頻率Fp為10Hz，通帶波紋Rp為0.03dB，阻帶頻率Fs為15Hz，阻帶衰減Rs為40dB。濾波器的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)如下圖所示：FIR濾波器設(shè)計及測井信號低頻提取用FIR濾波器進行測井曲線低頻提取流程圖FIR濾波器設(shè)計及測井信號低頻提取 采用FIR數(shù)字濾波器對井的測井信號進行低頻提取，低頻提取的時域與頻域效果圖如下 上圖是測井聲波時差信號和低頻提取信號FIR濾波器設(shè)計及測井信號低頻