二维最佳线性数字滤波器的设计原理

针对如何在干扰场的背景上区分出低缓异常,以及在位场的向下延拓一类计算中如何限制因误差的高频放大所导至的解的不稳定性等问题,本文探讨了在“最小二乘”意义下的最佳线性数字滤波器的设计原理,并将它转化为下述数学问题,即在L2线性赋范函数空间中如何选取最佳滤波函数的问题。在空间域中直接解这个问题是十分复杂和困难的,我们发现在波数域中用变分法中的等周问题的解法直接选取最佳线性滤波器的传输函数（或波数响应）,则在数学方法上既简单又严格。这样选取的最佳线性滤波器的传输函数L（f,k）其表达式也很简单,即L（f,k）=|Si（f,k）|2/{|Si（f,k）|2+λ|Ni（f,k）|2}。式中,|Si（f,k）|2及|Ni（f,k）|2分别代表滤波器输入端讯号和干扰的能谱（或功率谱）,f、k分别代表x、y方向上的波数,λ为大于零的常数。对上述两类问题以及相关的两种最佳线性滤波器而言,L（f,k）的表达式是相同的,而区别仅在于其参变量λ的选取条件不同而已。有了最佳线性滤波器的传输函数L（f,k）的理论公式,就可以在最小二乘的意义下分析和评价国内外所发表的解决上述两类问题的各种线性滤波方法,并能指出在不同的讯号与干扰条件下,在理论上线性滤波可能达到的最佳效果,从而为设计二维线性数字滤波器时,提供一个理论上的准则。对位