去除非周期离散时间信号中的未知直流偏移

Question

是否有一些过程可以确定/消除非周期性离散时间信号中的未知直流偏移？

所讨论的信号具有25 Hz的采样率，并且具有0.25和3 Hz之间的感兴趣的谐波。

我已经尝试使用高通滤波器混合结果，首先我使用10阶高斯Fc =0 0Hz，这做了一个很好的工作，以消除偏移，但它严重衰减了AC，尽管它确实离开了信号形状完整，其次我使用168阶等波纹阻带在0 0Hz和通带在0.25 0Hz，相移太严重，信号形状太扭曲，失真可能可以减少，如果通带降低到0.1 0Hz，但这只会进一步增加相移，我需要保持最小的相移。

在应用x- LPF(x)之前和之后，由Paul R建议

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Answer 1

我建议在DC处使用陷波滤波器，并使用filtfilt使其为零相位。

a = [1 , -0.98]; b = [1,-1];

y = filtfilt(b,a,x);

a的第二个值越接近-1，缺口就越窄。

Answer 2

直流偏移量意味着信号中添加了某个恒定值(该名称源于将直流电压添加到模拟交流信号中)。如果DC分量确实是恒定的(并且变化不是很慢)，那么您不必设计一些高阶(并且可能不稳定)的高通滤波器--您只需从信号中减去信号的平均值--当然，这也是一个高通滤波器(平均值是一种低通类型，'1减去平均值‘就是高通apss)--但这是一个非常简单的滤波器。

另一方面，如果你有理由相信直流分量不是真正的直流分量，而是一个非常低频率的交流分量，那么你最好对信号的各个部分进行平均，而不是整个信号，这与使用一个脉冲响应的低通滤波器是一样的，该滤波器的脉冲响应比信号的长度短。在这种情况下，您必须对"DC“组件做一些假设。

Answer 3

而不是直接实现高通滤波器(对于非常低的频率，这可能相当棘手-您最终会遇到大量系数和各种稳定性和通带波纹等问题)，相反，您可能希望考虑实现一个低通滤波器，它将为您提供DC偏移值的估计，然后从您的信号中减去此经过滤波的偏移量，即：

y = HPF(x)

执行以下操作：

y = x - LPF(x)

低通滤波器可能只是一个相当简单的滤波器，具有相对较少的项数。这种实现的最大优点是，您的高频分量不应该有任何由于相位、纹波等造成的不必要的伪影，因为您所做的所有操作都是从样本中减去几乎稳定的直流值。

唯一的潜在缺点是，如果DC偏移量很大，在DC偏移量的估计值准确之前，您可能会有相当长的初始建立时间(当然，这也适用于任何其他实现方式，例如直接高通滤波器)。如果您对偏移值可能是什么有任何先验知识(例如，如果每次运行的偏移值变化不大，并且您知道前一次运行的值)，则可以通过将LPF状态变量初始化为合适的值(而不是0 )来优化建立时间。