利用平穩隨機過程的相關特性和頻譜特性對混有雜訊的信號尋求真實信號的方法。1942年美國科學傢N.維納為解決對空射擊的控制問題所建立，是20世紀40年代在線性濾波理論方面所取得的最重要的成果。
濾波問題 用x(t)表示信號的真實值，n>(t)表示噪聲，其中t表示時間，則實際觀測到的信號是：
z( t)＝ x( t)＋ n( t) 濾波就是要從實測信號 z( t)中盡可能濾掉噪聲 n( t)，以得到真實信號 x( t)的良好估計值。數學上，濾波問題歸結為根據 z( t)來求出 x( t)的最優估計值 xˆ( t)。維納濾波中，最優估計值xˆ(t)是在均方誤差的均值E[x(t)－xˆ(t)]2取極小意義下的一種估計值。在假定信號過程x(t)與噪聲過程n(t)聯合平穩和假定在半無限時間區間(−∞,t)內能獲得z(t)的全部觀測數據的前提下，維納濾波給出瞭計算最優估計值xˆ(t)的一種方法。
維納濾波器 實現維納濾波的系統或裝置。在結構上是一個線性定常系統（見圖），通過合理的設計可使其對噪聲n(t)具有良好的過濾特性。
維納濾波器
假定維納濾波器的單位脈沖響應函數是h(t)，則最優估計值xˆ(t)的關系式為：
如果
R
xz(
τ)表示
x(
t)和
z(
t)的互相關函數，
R
zz(
τ)表示
z(
t)的自相關函數，那麼業已證明它們之間具有類似於上式的關系式：
上式稱為
維納–霍夫方程。如果各隨機過程均具有各態歷經性，則式中的
R
xz(
τ)和
R
zz(
τ)均是已知的。設計維納濾波器可歸結為從維納–霍夫積分方程中解出未知函數
h(
t)。
h(
t)的
拉普拉斯變換就是所要決定的維納濾波器的
傳遞函數
H(
s)。對於一般問題，維納–霍夫方程不易求解。但當給定問題的隨機過程的功率譜密度是有理分式函數時，
H(
s)的顯式解可以比較容易地定出。根據求得的
H(
s)即可構造維納濾波器。
維納濾波器的優點是適應面較廣，無論平穩隨機過程是連續的還是離散的都可應用。對某些問題，可求出濾波器的傳遞函數的顯式解，采用由簡單的物理元件組成的網絡構成維納濾波器。主要缺點是：①局限於單變量的平穩隨機過程。②經典的維納濾波器是非遞推的，因而在計算上要求存儲全部的歷史數據，不便於在工程上應用。
1979年以來，產生瞭現代頻域維納濾波方法，特點是利用譜分解和解丟番圖方程來解決維納濾波問題。它可處理非平穩隨機過程和多維信號，可實現具有遞推形式的維納濾波器，但解丟番圖方程計算復雜且存在解不唯一的問題。80年代應用現代時間序列分析方法和白噪聲估計理論提出的現代時域維納濾波方法，避免瞭求解丟番圖方程，具有遞推結構，可統一解決狀態估計的預報、濾波和平滑問題。
推薦書目
錢學森, 宋健. 工程控制論. 修訂本. 北京: 科學出版社, 1980–1981.