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在对信号阈值分解基础上，利用结构化方法结合最优估计理论，对最优结构元约束层叠滤波器进行建模和分析，证明了最优结构元约束层叠滤波器实质是一类由多个极大／极小滤波单元组成的多级秩排序滤波器，并给出基于层叠处理操作和多级秩排序操作的滤波器实现结构。最后，结合图像处理应用实例，与其它传统多级秩排序滤波器进行了比较，证明了本文滤波器的有效性。