问题：

看书经常看到什么什么滤波，什么滤波因子，卡尔曼滤波器。

他们滤掉的是什么？所谓的波是干扰吗？

回答：

广义来说，滤波器，一般是指能够把噪声过滤掉的一个系统。

比如，你身上有灰尘，然后你走进一个房间，出来之后，身上的灰尘消失了，这个房间就叫做滤波器。

当然，我们需要设计一个合适的滤波器，太强或者太弱都不好。

试想，如果这个滤波器不仅过滤灰尘，甚至把你身上的衣服都滤没了，那是不是，画美不敢看……

因此，滤波器有很多，比如均值滤波器、中值滤波器；低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器；卡尔曼滤波器等等。

均值滤波器、中值滤波器属于时域滤波器，理论也很简单，好理解，属入门知识。

低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器这些都属于频域滤波器。理论基础就是傅里叶变换和衍生出来的“频谱”的概念。

当被滤信号通过频域滤波器时，滤波器会在被滤信号的频谱上“砍掉”某一部分频率，从而达到“过滤”的效果。

比如，你在说话，旁边有人用指甲壳刮黑板，两个声音混在一起很是干扰。这时就可以用频域低通滤波器，也就是低频信号可以通过的滤波器。

指甲壳刮黑板这个声音的频率比你说话的声音的频率要高得多，我们假设是五千赫兹左右。因此，可以用一把刀，找到一个合适的频率点，比如两千赫兹，把这个频率点及更高的频率给“砍掉”。

留下的就是我们说话的声音的频谱，它处于低频段，几百赫兹区间，不受影响。

这就是频域滤波器。

频域滤波器根据通带的平坦程度、过渡带的滚降速度等指标，又可以分为多种。

滚降速度就是指这把刀的“锋利程度”，滚降速度越高，那么这把刀就越锋利。

比如同样是低通滤波器，有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等等。

巴特沃斯滤波器通带平坦，但是相对不锋利。切比雪夫滤波器相对锋利，但是通带有起伏，工程上我们需要灵活选择。

根据实现方式，又可以分为多种。

比如，实现一阶巴特沃斯滤波器：可以用由运放组成的有源滤波器，也可用RCL网络组成的无源滤波器，也可以离散化，用单片机或DSP及外围电路组成的数字滤波器。

至于卡尔曼滤波器，实际上更确切的称呼，应该是“卡尔曼估计器”。

虽然它和其他的滤波器一样，也能使得有噪声、有毛刺的信号变得“顺滑”，但是它的本质是通过融合传感器的观测和系统模型的预测，来给出一个最佳的“估计”。

根据卡尔曼的理论，如果噪声和系统模型满足一定条件，那么这个估计是最优，而且是无偏的。

俗称：我猜得最准。

当然，滤波器无所谓高端还是屌丝，滤波器设计过于复杂，可能会导致计算量飙升，随之而来就是处理芯片成本的增加。

合适的就是最好的。

版权归属珂学原理，转载请获授权。

“真正的科学极具美的感染力，而我们常被淹没在公式里。”