Python 黄油过滤痕迹中的时间延迟，为什么以及如何消除？

我正在使用

scipy.signal

中的

butter

过滤python中的时间跟踪。这里我使用低通滤波器（例如，在以10000点/秒采样的嘈杂的100 Hz正弦上），但以下情况适用于任何滤波器（低、高、频带）

过滤后的跟踪始终相对于原始跟踪有延迟（见图）。该延迟取决于滤波器的参数（频率、阶数）

你有（简单的）解释为什么会有这种延迟吗？有可能通过编程消除它吗？目标是使过滤后的跟踪正好位于原始跟踪的顶部。如果我切掉过滤轨迹的前N个点，这可能没问题，但N作为过滤参数的函数是多少

我使用的代码基于：

信号和滤波器在哪里

ra = .1*randn(10000) + np.sin(2*np.pi*100*arange(10000)/10000.)
lowpass_filter(ra, 200.,  10000., order=4)

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我相信你想要的是系统的相位响应波德图。您可以在您的系统上使用，即：

from scipy.signal import bode
w, mag, phase = bode((b, a))

其中

b

和

a

是您的滤波器系数。令人困惑的是，

w

以rad/s为单位，

phase

以度为单位<代码>阶段是您看到的转变。将时间偏移除以频率（度/秒）。您可能希望将自己的

w

传递给bode，以获得所需的频率范围

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有关教程，请参见示例。

这是butterworth过滤的一个众所周知的现象，因此您可能希望在butterworth filter time delay上搜索一些提示，了解为什么会发生这种情况以及如何取消或调整。如果我没有被打败的话，我以后可能会发布一个答案。@MikeSatteson这并不仅仅局限于Butterworth过滤器。。。事实上，几乎没有任何类型的数字或模拟滤波器不引入延迟。诚然，有些人的延迟比其他人短，但事实是，如果你打算基于多个输入样本计算输出，那么根据定义，将引入延迟…@twalberg同意这一点，这一点很重要。我加上巴特沃斯，因为这似乎是在这个案例中应用的过滤器，也许我应该做一个更一般的陈述。感谢您对本讨论的扩展。@MikeSatterson:phase是一个数组。我能否将延迟作为

阶段

中的单个数字获取？我想用

plot（time\u array，signal\u array）

和

plot（time\u array+delay，signal\u array\u filtered）

来绘制信号。可能吗？谢谢。@fpdx如果你看一下，你会发现它非常灵活。你应该能够传递一个由你感兴趣的频率组成的“数组”，并得到该频率的结果。

from scipy.signal import bode
w, mag, phase = bode((b, a))