MATLAB实现基于广义形态学的信号滤波系统

资 源 简 介

该项目利用MATLAB实现了广义形态滤波器，通过自定义结构元素长度对一维信号进行形态学开运算、闭运算及加权组合，有效抑制脉冲与背景噪声，同时保留信号的关键形态特征。适用于非线性信号处理场景。

详 情 说 明

基于广义形态学方法的信号滤波系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的广义形态滤波器算法，专门用于一维信号的非线性滤波处理。系统利用数学形态学的基本原理，通过自定义结构元素对输入信号进行形态学开运算、闭运算以及加权组合操作，能够有效抑制信号中的脉冲噪声和背景噪声，同时较好地保留信号的关键形态特征。该方法特别适用于需要保持信号边缘和细节特征的滤波场景。

功能特性

- 核心算法实现：完整实现了形态学基本运算（膨胀与腐蚀算法），以及开运算、闭运算等组合操作 - 自适应处理：支持自定义结构元素长度，适应不同信号特征的滤波需求 - 多模式滤波：提供开运算、闭运算及加权组合等多种滤波模式 - 性能评估：自动计算滤波过程的性能指标，包括处理时长和信噪比改善程度 - 高效处理：优化的算法实现确保对一维时序数据的高效处理

使用方法

输入参数

• 输入信号：单通道一维时序数据数组（双精度浮点型）
• 采样频率：标量数值（单位：Hz，双精度浮点型）
• 结构元素长度：正整数标量（定义形态学滤波的窗口大小）

输出结果

• 滤波后信号：与输入信号同长度的一维数组（双精度浮点型）
• 滤波过程参数报告：包含使用的结构元素尺寸、处理时长等信息的结构体
• 噪声抑制效果指标：信噪比改善程度的量化评估值

基本调用示例

% 加载或生成输入信号 inputSignal = ...; % 一维信号数据 samplingFreq = 1000; % 采样频率（Hz） elementLength = 5; % 结构元素长度

% 执行形态学滤波 [filteredSignal, report, snrImprovement] = main(inputSignal, samplingFreq, elementLength);

系统要求

• MATLAB R2018a 或更高版本
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS
• 内存要求：至少 2GB 可用内存（具体取决于信号数据量）

文件说明

该文件实现了系统的核心滤波功能，包含信号预处理、形态学基本运算（膨胀与腐蚀）的执行、开闭运算的组合优化、以及后处理与性能评估等完整流程。主要负责接收输入参数，协调各个算法模块的工作，计算滤波效果指标，并最终输出处理结果。