Ein Filter ist ein Gerät oder ein Prozess, der einige unerwünschte Komponenten oder Merkmale aus einem Signal, Bild oder anderen Daten entfernt. Es handelt sich um einen Prozess, bei dem bestimmte Elemente aus einem bestimmten Datensatz entfernt werden. Filter werden in vielen verschiedenen Branchen und Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Audio- und Videotechnik und der medizinischen Bildgebung.
Zu den verschiedenen Arten von Filtern gehören Tiefpassfilter, Hochpassfilter, Bandpassfilter, Kerbfilter und Allpassfilter. Tiefpassfilter lassen niedrigere Frequenzen durch, während sie höhere Frequenzen blockieren. Hochpassfilter bewirken das Gegenteil, indem sie höhere Frequenzen durchlassen, während sie niedrigere Frequenzen blockieren. Bandpassfilter lassen einen bestimmten Frequenzbereich durch, während sie andere Frequenzen blockieren. Kerbfilter lassen ganz bestimmte Frequenzen durch, während sie andere Frequenzen blockieren. Allpassfilter lassen alle Frequenzen gleichermaßen durch, ohne Frequenzgewinn oder -verlust.
Filter werden in einer Vielzahl von Anwendungen wie Audio, Video und medizinische Bildgebung eingesetzt. Bei Audioanwendungen werden Filter eingesetzt, um unerwünschtes Rauschen zu entfernen oder den Klang eines Instruments oder einer Stimme zu formen. Bei Videoanwendungen werden Filter verwendet, um die Farbe oder Helligkeit eines Bildes zu verbessern oder zu verändern. In der medizinischen Bildgebung werden Filter eingesetzt, um die Qualität eines Bildes zu verbessern oder die für die Bilderzeugung erforderliche Strahlungsmenge zu verringern.
Der Frequenzgang eines Filters beschreibt, wie der Filter auf verschiedene Frequenzen reagiert. Der Frequenzgang eines Filters wird in der Regel als Diagramm dargestellt, wobei die Frequenz auf der x-Achse und der Ausgang des Filters auf der y-Achse liegt. Der Frequenzgang eines Filters kann verwendet werden, um die Eigenschaften des Filters zu bestimmen, wie z. B. seine Grenzfrequenz, seine Sperrfrequenz und seine Bandbreite.
Filterentwurf ist der Prozess des Entwurfs eines Filters, um eine bestimmte Reihe von Anforderungen zu erfüllen. Es gibt viele verschiedene Arten von Filterdesigns, darunter Butterworth, Tschebyscheff und Bessel. Jede Art von Filterdesign hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, und die Art des verwendeten Filters hängt von der gewünschten Anwendung ab.
Digitale Filter sind Filter, die digitale Signale anstelle von analogen Signalen verwenden. Digitale Filter sind in der Regel effizienter und genauer als analoge Filter und werden in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. bei der Audio- und Videoverarbeitung. Digitale Filter können auch so programmiert werden, dass sie bestimmte Aufgaben erfüllen, z. B. das Entfernen von Rauschen oder die Entzerrung des Frequenzgangs.
Filterschaltungen sind elektrische Schaltungen, die dazu dienen, bestimmte Frequenzen durchzulassen oder zu blockieren. Filterschaltungen werden in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Audio- und Videoverarbeitung, in Kommunikationssystemen und in der Messtechnik.
Eine Filterbank ist ein Satz von Filtern, die in einer bestimmten Anordnung verbunden sind, um eine bestimmte Filterwirkung zu erzielen. Filterbänke werden typischerweise in Anwendungen wie der Audio- und Videoverarbeitung, der Bildverarbeitung und in Kommunikationssystemen eingesetzt.
Filtereigenschaften beschreiben das Verhalten des Filters unter bestimmten Bedingungen. Zu den Merkmalen eines Filters gehören Grenzfrequenz, Sperrbandfrequenz, Bandbreite, Phasengang, Gruppenlaufzeit und Verzerrung. Die Kenntnis der Eigenschaften eines Filters kann bei der Auswahl des am besten geeigneten Filters für eine bestimmte Anwendung helfen.
Ein Filter ist ein einfacher Begriff für eine Funktion, die einen oder mehrere Eingänge annimmt und einen Ausgang erzeugt. Die Ausgabe eines Filters ist in der Regel eine Teilmenge der Eingabe oder eine transformierte Version der Eingabe. Filter werden in einer Vielzahl von Zusammenhängen verwendet, z. B. in der Signalverarbeitung, Bildverarbeitung und im Data Mining.
1) Tiefpassfilter - Sie lassen niederfrequente Signale durch, während sie hochfrequente Signale abschwächen. Sie werden verwendet, um Rauschen aus einem Signal zu entfernen oder um Aliasing in digitalen Systemen zu verhindern.
2) Hochpassfilter - Sie lassen hochfrequente Signale durch, während sie niederfrequente Signale abschwächen. Sie werden verwendet, um scharfe Cutoff-Filter zu schaffen oder um Gleichstromverschiebungen aus einem Signal zu entfernen.
3) Bandpassfilter - Sie lassen einen bestimmten Frequenzbereich durch, während sie alle anderen Frequenzen abschwächen. Sie werden verwendet, um einen bestimmten Frequenzbereich aus einem Signal auszuwählen oder um Resonanz zu erzeugen.
Ein Filter kann auch als Prädikatsfunktion, als Bedingungsfunktion oder als Testfunktion bezeichnet werden.
Wenn Sie Daten filtern, weisen Sie den Computer im Wesentlichen an, nur die Daten anzuzeigen, die bestimmten, von Ihnen festgelegten Kriterien entsprechen. Wenn Sie z. B. eine Namensliste haben und nur die Namen sehen möchten, die mit dem Buchstaben A beginnen, filtern Sie die Daten so, dass nur die Namen angezeigt werden, die mit A beginnen.
Die operative Definition von Filter ist eine Funktion, die eine Folge von Werten annimmt und eine neue Folge zurückgibt, die nur die Werte enthält, die ein bestimmtes Kriterium erfüllen. Das Kriterium kann alles sein, worauf getestet werden kann, z. B. ob ein Wert größer oder gleich einer bestimmten Zahl ist, oder ob ein Wert zu einer bestimmten Menge gehört.