Qu'est-ce qu'un filtre Butterworth?

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J'ai des données brutes de capteurs d'accélération X, Y, Z dont j'ai besoin pour les atténuer du bruit. J'ai lu qu'un filtre Butterworth est l'un des plus appropriés pour le type de travail spécifique sur lequel je travaille.

Ce filtre est-il appliqué directement sur les données brutes (domaine temps-amplitude) ou dois-je convertir les données dans le domaine fréquence-amplitude (à l'aide de la FFT)?

L'IIR est-il un type de filtre Butterworth?

Qu'est-ce que je fais avec le résultat de ce filtre? Est-ce que je le multiplie sur mes données afin de les filtrer?

sensors signal-processing electronic-filters

— ekalyvio
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Je n'en ai aucune idée, mais quel que soit le traitement du signal, ma première étape consiste généralement à essayer scipy pour voir s'il fournit une boîte noire. Dans ce cas: docs.scipy.org/doc/scipy-0.14.0/reference/generated/… Aussi lié: stackoverflow.com/questions/12093594/…

— ericksonla

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Essayez de taper "Filtre Butterworth" dans Google. Votre question suggère que vous n'avez pas essayé de faire des recherches vous-même. Vous pouvez l'implémenter dans les domaines temporel ou fréquentiel, ou même avec un circuit électronique analogique.

— alephzero

@alephzero Non. J'ai fait beaucoup de recherches, mais sur Internet, on ne trouve que des articles contenant énormément de mathématiques (ce qui me rend faible). J'ai aussi trouvé le livre 'Digital signal Processing' de Steven W. Smith, mais c'est un livre de 700 pages avec beaucoup de mathématiques. En posant une telle question ici, je m'attendais juste à une sorte de réponse pour les nuls.

— ekalyvio

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Ceci .... c'est le contenu de la majeure partie d'un semestre consacré au traitement du signal numérique. Vous avez dit: "J'ai trouvé [un livre sur le traitement du signal], mais c'est un livre de 700 pages avec beaucoup de mathématiques." Hé bien oui. Bienvenue dans le traitement du signal numérique.

Vous avez ensuite dit: "Je m'attendais juste à une réponse pour les nuls." D'accord, Wikipedia dit c'est un type de filtre "conçu pour avoir une réponse en fréquence aussi plate que possible dans la bande passante. Il est également appelé filtre de magnitude à plat maximal".

La conception du filtre est généralement effectuée dans la fréquence / Domaine Laplace . Si vous voulez utiliser quelque chose, vous devez reconvertir le domaine temporel. Cela vous laisserait avec un filtre temporel continu; si vous voulez un filtre temporel discret (vous le faites), vous utiliseriez alors approximation en temps discret .

— Chuck
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Un filtre Butterworth est juste un type de filtre (il en existe beaucoup) avec une forme particulière pour sa réponse. Dans votre cas, un filtre Butterworth serait utilisé en tant que filtre passe-bas pour supprimer les hautes fréquences contenant du bruit. Le filtre peut être implémenté soit sur des échantillons de domaine temporel, soit sur le domaine fréquentiel (après FFT), mais si vous souhaitez utiliser les données rapidement, vous devrez probablement les traiter dans le domaine temporel. Vous vous référez correctement à IIR (réponse impulsionnelle infinie - une autre option est une réponse FIR ou une réponse impulsionnelle finie). Certains filtres sont construits comme une série de "taps" (ou "poids") multipliés par l'échantillon actuel et une série d'échantillons précédents, puis additionnés et moyennés. Vous devrez en apprendre un peu plus sur les implémentations FIR / IIR d'un filtre passe-bas pour calculer les valeurs de prise afin de vous donner une coupure supérieure à la fréquence de votre signal (mais suffisamment basse pour couper le bruit). Cela peut paraître compliqué, voici donc un exemple simple de filtre basé sur un robinet - ajoutez l’échantillon actuel au 4 précédent et divisez-le par 5. La sortie de ce filtre est un passe-bas car il s’agit simplement d’une moyenne mobile - toutes les valeurs de tap sont simplement '1'. Votre prochaine étape est…. Découvrez comment implémenter un filtre FIR simplement passe-bas et essayez de l'implémenter! Bonne chance :)

— Lichen
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