滤波一词起源于通信理论,广泛地来说,是指利用一定的手段抑制无用信号,增强有用的数字信号处理过程。
无用信号,也叫噪声,是指对系统没有贡献或者起干扰作用的信号。
在通信中,无用信号表现为特定波段频率、杂波;在传感器数据测量中,无用信号表现为幅度干扰。
其实噪声是一个随机过程,而随机过程有其功率谱密度函数,功率谱密度函数的形状决定了噪声的“ 颜色 ”。
如果这些干扰信号幅度分布服从高斯分布,而它的功率谱密度又是均匀分布,则称它为高斯白噪声。高斯白噪声是大多数传感器所具有的一种测量噪声。
滤波理论就是在对系统可观测信号进行测量的基础上,根据一定的滤波准则,采用某种统计量最优方法,对系统的状态进行估计的理论和方法。所谓最优滤波或最优估计,是指要求信号或状态的最优估计值应与相应的真实值的误差的方差最小。