15.1 Implementare prin convoluție

După cum sugerează și numele, filtrul medie mobilă operează prin medierea unui număr de puncte din semnalul de intrare pentru a produce fiecare punct din semnalul de ieșire. În forma de ecuație, este scris:

Ecuația 15-1 Ecuația filtrului medie mobilă.

În această ecuație x[ ] este semnalul de intrare, y[ ] este semnalul de ieșire și M este numărul de puncte utilizat în media mobilă. Această ecuație utilizează numai punctele de pe o parte a eșantionului de ieșire de calculat.

Unde este semnalul de intrare, este și semnalul de ieșire, iar M este numărul de puncte din medie. De exemplu, într-un filtru medie mobilă cu 5 puncte, punctul 80 din semnalul de ieșire este dat de:

Ca alternativă, grupul de puncte din semnalul de intrare poate fi ales simetric în jurul punctului de ieșire:

Aceasta corespunde schimbării însumării în Ec. 15-1 de la: j = 0 până la M- 1, la: j = - (M- 1)/2 până la (M- 1)/2. De exemplu, într-un filtru cu medie mobilă de 10 puncte, indicele j poate rula de la 0 la 11 (mediere pe o parte) sau de la -5 la 5 (mediere simetrică). Medierea simetrică cere ca M să fie un număr impar. Programarea este puțin mai ușoară cu punctele de pe o singură parte; dar, aceasta produce o deplasare relativă între semnalele de intrare și ieșire.

Ar trebui să recunoașteți că filtrul medie mobilă este o convoluție folosind un kernel foarte simplu de filtrare. De exemplu, un filtru de 5 puncte are kernelul filtrului: ... 0, 0, 1/5, 1/5, 1/5, 1/5, 1/5, 0, 0 .... Adică filtrul medie mobilă este o convoluție a semnalului de intrare cu un impuls dreptunghiular având o suprafață de unu. Tabelul 15-1 prezintă un program de implementare a filtrului medie mobilă.