Ich habe ein verrauschtes Sensorsignal. Welche Filter unterdrücken zwar Rauschen aber erhalten plötzliche Sprünge? Was nehmt ihr für solche Zwecke? Median Filter habe ich ausprobiert.
Kommt darauf an, - wie steil ein Sprung ist bzw. nach der Filterung noch sein darf - wie viel Verzögerung der Filter erzeugen darf - wie das Signal generell so aussieht - ob man z.B. das Rauschen unterhalb einer zu definierenden Schwelle annehmen kann, - etc... Vielleicht hast du ja mal ein Beispiel deines Signals (Tabelle und/oder Grafik)
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Joe F. schrieb: > Kommt darauf an, > - wie steil ein Sprung ist bzw. nach der Filterung noch sein darf > - wie viel Verzögerung der Filter erzeugen darf > - wie das Signal generell so aussieht > - ob man z.B. das Rauschen unterhalb einer zu definierenden Schwelle > annehmen kann, > - etc... > > Vielleicht hast du ja mal ein Beispiel deines Signals (Tabelle und/oder > Grafik) Ich habe ein Beispiel gemacht. Das ist auf die schnelle in Matlab entstanden, aber im Prinzip genau das: Ein verrauschtes Konstantsignal mit Kanten drin. Welche Filter kämen denn generell in Frage? Es gibt ja sicher zumindest ein paar mögliche Kandidaten
Jeweils zwei mal gleitenden Mittelwert der z.B. 30 letzten Messungen berechnen (Abstand 15 Messungen) und dann Sprünge zwischen den beiden Mittelwerten als Signal werten. Alternativ: Rauschen ist hier viel hochfrequenter als das Nutzsignal => Gutes Tiefpassfilter dem Sensor nachschalten (z.B. ein Siebenpoliges aus mehreren L und C ). Berechnung mit Freeware AADE: http://www.aade.com/
Wenn die Kanten weiterhin scharf bleiben sollen, sind normale LTI-Filter ungeeignet. Dafür nimmt man dann eher Median-Filter oder etwas anderes nicht-lineares.
Alex schrieb: > Jeweils zwei mal gleitenden Mittelwert der z.B. 30 letzten Messungen > berechnen (Abstand 15 Messungen) und dann Sprünge zwischen den beiden > Mittelwerten als Signal werten. Wenn du das SO machst, haben die Mittelwerte keine Sprünge mehr, sondern sind schwache Rampen. Du brauchst ein diskretes Filter, das jeweils Annahmen über Rauschen und Sprung macht und eine ausreichen große Betrachtungslänge. Gfs kann sich das Filter selber einstellen - im Rahmen gewisser Grenzen, vor allem für das Rauschen. Es läuft dann darauf hinaus, dass Sprünge unterhalb einer gewissen Stufe nicht mehr erkannt werden.
Weißt du die Namen solcher Filter, die ich mir mal genauer ansehen sollte? Median hatte ich wie gesagt schon probiert (Kantenerhaltung okay, aber Rauschunterdrückung nicht so überzeugend fand ich).
Klaus schrieb: > Median hatte ich wie gesagt schon probiert (Kantenerhaltung okay, aber > Rauschunterdrückung nicht so überzeugend fand ich). Mit welcher Länge denn? Außerdem, was genau willst du alles an dem Signal messen? Ich dachte es geht nur um ein Rechteck? Oder auch noch die Höhe dessen? Dann kannst du ja erst die Kanten erkennen und dann bereichsselektiv noch LTI-Filter verwenden, dann sind die auch schön smooth.
Stell einfach ein paar Beispielsamples ein, dann wird irgendjemand dir schon ein Skript zusammenschustern, was die (von dir noch zu spezifizierenden) Größen rausholt.
Schau mal nach Bessel Filter (für gute Spitzenerkennung). Oder Gauß-Filter. Wenn du schon dabei bist schau auch nach Tschebyscheff und Butterworth.
Klaus schrieb: > Ich habe ein Beispiel gemacht. Das ist auf die schnelle in Matlab > entstanden, aber im Prinzip genau das: Ein verrauschtes Konstantsignal > mit Kanten drin. Also wenn das "Signal" wirklich so aussieht, dann kann man da eh nicht all zu viel retten. Einen gewissen Signal-to-noise Abstand sollte man schon haben. Evtl. loht es ja, sich mal Gedanken zu machen, warum das Signal so schlecht ist und die Hardware entsprechend verbessern.
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Mr schrieb: > Schau mal nach Bessel Filter (für gute Spitzenerkennung). > Oder Gauß-Filter. > > Wenn du schon dabei bist schau auch nach Tschebyscheff und Butterworth. Was soll denn Spitzenerkennung in diesem Fall sein? Und nein, alles was du da vor dich hin faselst, ist in diesem Fall kein Filter, den man (als erstes) verwenden sollte. Der TO fragte explizit danach, Signaldiskontinuitäten nicht platt zu machen. Wenn du lesen könntest, hab ich das aber schon dreimal erwähnt, dass LTI-Filter an dieser Stelle nutzlos sind!
In der Bildverarbeitung heißen die übrigens rank order filters (Rangordnungsfilter). Du hattest ja nach einem Namen gefragt.
Joe F. schrieb: > Klaus schrieb: >>Ein verrauschtes Konstantsignal >> mit Kanten drin. > > Also wenn das "Signal" wirklich so aussieht, dann kann man da eh nicht > all zu viel retten. Biologen/Biophysiker arbeiten ständig mit solchen Signalen (z.B. EEGs, Patch-Clamp-Messungen, etc.) Wenn das Signal reproduzierbar ist - oder reproduzierbar gemacht werden kann, dann kommt "averagen" in Frage. Der Artikel in der englischen WP hat dazu sogar ein Matlab Script: https://en.wikipedia.org/wiki/Signal_averaging So wie Joe's Signal aussieht, müssten aber wohl schon mind. 10000 Wiederholungen gemittelt werden, um ein brauchbares S/N-Verhältnis zu bekommen - nichtkorrelierte Signal werden mit der Wurzel der Wiederholungen gedämpft.
@Horst Dein Ton ist sehr unangebracht (asozial und arrogant zu gleich) und hilft dem TE noch weniger als mein Tip sich die Standardfilter mal anzusehen. Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass er sie noch nicht kennt. Der Bessel-Filter ist halt auf eine gute Rechteckübertragung ausgelegt. Da kann ich auch nicht für, dass dir das nicht passt. Ich hab halt keine Lust mir das png in Zahlen zu wandeln, dass ich sie mir ansehen kann. (Wenn der Bessel-Filter nicht passt, versuch ein Signal welches du suchst (Rechteck) mit deinem Rauschen zu korrelieren (Ich weiß ja nicht genau was du vorhast)). Ansonsten für alle anderen, welche sich auch von mir angegriffen fühlen bitte ich um Vergebung. Ich versichere hiermit, dass ich als ich das schrieb keine schlechten Gedanken hatte und auch niemanden schaden wollte.
Mr schrieb: > Dein Ton ist sehr unangebracht (asozial und arrogant zu gleich) und > hilft dem TE noch weniger als mein Tip sich die Standardfilter mal > anzusehen. Unangebracht vielleicht, aber weniger helfen nicht! LTI-Filter als erste Stufe bringen hier nichts, aber das kapierst du ja offenbar nicht. Mr schrieb: > Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass er sie noch nicht kennt. Warum schlägst du die dann vor? Mr schrieb: > Der Bessel-Filter ist halt auf eine gute Rechteckübertragung ausgelegt. Was ist das für ein absoluter Blödsinn? Ein Bessel-Filter zeichnet sich nur durch Ripple- und Flankeneigenschaften gegenüber Butterworth etc aus. Des weiteren kann man damit alles mögliche (TP, HP, BP, BS) bauen, was aber alles kein Rechteck erhält! Ein Rechteck besteht aus sehr vielen Oberwellen und nimmst du auch nur eine davon weg, war es das mit dem Rechteck. Ich weiß ja nicht, wo du diesen Unfug gelernt hast, aber eine gute Rechteckübertragungsfunktion hat dieses Filter nicht. Genauso wenig wie alle anderen LTI-Filter (außer Allpass). Mr schrieb: > korrelieren Das wiederum ist eine vernünftige Idee und könnte man auch mal probieren. AKF könnte da schon was bringen.
@Horst lass doch diese negativen Worte wie "Blödsinn", "Unfug" und "Gefasel" weg. Damit hast du immer noch das Gleiche gesagt alle mögen dich, hören eher auf dich und du hast doppelt gewonnen, wenn du es denn so sehen willst (Gewonnen). Ich kannte mal einen der war der absolute Obercrack, hat es sich aber mit allen Verscherzt und musste gehen. So gut wie alle anderen zusammen, war er eben doch nicht. Jetzt wird er wegen seines Wissens vermisst aber keinesfalls wegen seines Charakters. Ist doch ne doofe Sache. Und mir ist bewusst das ich jetzt in deine Redensart zu viel hinein Interpretiere. Im Leben außerhalb des INets drückst du dich doch bestimmt auch anders aus? ...jaa das meine ich mit "Rechteckübertragung". Wenn der TE nicht spezifiziert, wie sein Rechteck auszusehen hat kann man halt nicht besser Antworten. Das hast du ja auch schon selber angemerkt. Mit der AKF wird er auch kein Rechteck erhalten, weiß aber wo eins ist. Und leg nicht alles so auf die Goldwaage. Z.B., dass es nichts zu "meinen" gibt sondern nur Richtig und Falsch. Da kann man ja immer noch einen drauf setzen. Es gibt ja gar kein ideales Rechteck. Eine Sache der Spezifikation eben. Ich hab bestimmt schon ganz viele Minusse;-) oder? Bin zum Glück nicht angemeldet.
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