Algorithm · 信号处理信号处理

低通滤波(GPU 并行加速)

Low-Pass Filter — GPU Parallel Acceleration

保留低于截止频率的成分,滤除高频噪声。一阶 RC 低通:yₜ = α·xₜ + (1−α)·y_{t−1}。

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定义

保留低于截止频率的成分,滤除高频噪声。一阶 RC 低通:yₜ = α·xₜ + (1−α)·y_{t−1}。

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公式与计算

α = Δt / (τ + Δt),τ = RC 时间常数 截止频率 f_c = 1/(2πτ)
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适用时机

需要消除高频噪声、保留缓慢变化的物理过程(温度、水位、地温)。 迁移到 GPU(CUDA/OpenCL)时可按站点/时段分块并行,单精度为主、关键环节双精度,吞吐由批大小与内存带宽决定。

04

关键参数

时间常数 τ 或截止频率 f_c、滤波器阶数(Butterworth/Bessel);GPU 版本关注批大小、显存占用与 kernel 分支开销,需在 GPU 上复验浮点一致性。

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注意事项

失效与边界一阶滤波的 −3 dB 点与"平滑程度"直觉不同,应直接用 τ 定义。 GPU 实现适合多站大规模批处理与参数扫描,须与 CPU 参考实现比对误差并固定随机种子保证可复现。
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