从三次样条函数入手，提出一种新的适合非平稳数据分析的预测滤波器设计方法。利用三次样条函数对处理后的观测数据进行多项式逼近，由各观测点的真实值和观测值构造出预测滤波器。该滤波器能对观测数据进行自适应分析，且与小波变换一样能实现多分辨率分析。详细讨论了该滤波器的推导和幅频特性分析，并给出了滤波器在分析数据时的分解和重建结构。对文中的分解算法进行了仿真，结果表明该算法所产生的系数的熵小于JPEG2000中CDF5/3小波滤波器产生的系数的熵，是一种有效的非平稳数据有效分析。