几种经典的滤波算法（转）

⼏种经典的滤波算法（转）

1、限幅滤波法（⼜称程序判断滤波法）

A、⽅法：

根据经验判断，确定两次采样允许的最⼤偏差值（设为A）

每次检测到新值时判断：

如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效

如果本次值与上次值之差>A,则本次值⽆效,放弃本次值,⽤上次值代替本次值

B、优点：

能有效克服因偶然因素引起的脉冲⼲扰

C、缺点

⽆法抑制那种周期性的⼲扰

平滑度差

2、中位值滤波法

A、⽅法：

连续采样N次（N取奇数）

把N次采样值按⼤⼩排列

取中间值为本次有效值

B、优点：

能有效克服因偶然因素引起的波动⼲扰

对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果

C、缺点：

对流量、速度等快速变化的参数不宜

3、算术平均滤波法

A、⽅法：

连续取N个采样值进⾏算术平均运算

新湖风景区 N值较⼤时：信号平滑度较⾼，但灵敏度较低

N值较⼩时：信号平滑度较低，但灵敏度较⾼

N值的选取：⼀般流量，N=12；压⼒：N=4

B、优点：

适⽤于对⼀般具有随机⼲扰的信号进⾏滤波

这样信号的特点是有⼀个平均值，信号在某⼀数值范围附近上下波动

C、缺点：

对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适⽤

借刀杀人的意思 ⽐较浪费RAM

4、递推平均滤波法（⼜称滑动平均滤波法）

A、⽅法：

把连续取N个采样值看成⼀个队列

队列的长度固定为N

每次采样到⼀个新数据放⼊队尾,并扔掉原来队⾸的⼀次数据.(先进先出原则)

把队列中的N个数据进⾏算术平均运算,就可获得新的滤波结果

N值的选取：流量，N=12；压⼒：N=4；液⾯，N=4~12；温度，N=1~4

B、优点：

对周期性⼲扰有良好的抑制作⽤，平滑度⾼

适⽤于⾼频振荡的系统

C、缺点：

灵敏度低

对偶然出现的脉冲性⼲扰的抑制作⽤较差

不易消除由于脉冲⼲扰所引起的采样值偏差

不适⽤于脉冲⼲扰⽐较严重的场合

⽐较浪费RAM

5、中位值平均滤波法（⼜称防脉冲⼲扰平均滤波法）

A、⽅法：

相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”

连续采样N个数据，去掉⼀个最⼤值和⼀个最⼩值

然后计算N-2个数据的算术平均值

N值的选取：3~14

B、优点：

融合了两种滤波法的优点

对于偶然出现的脉冲性⼲扰春节西安旅游 ，可消除由于脉冲⼲扰所引起的采样值偏差

C、缺点：

测量速度较慢，和算术平均滤波法⼀样

⽐较浪费RAM

6、限幅平均滤波法

A、⽅法：

相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”

每次采样到的新数据先进⾏限幅处理，

再送⼊队列进⾏递推平均滤波处理

B、优点：

融合了两种滤波法的优点

对于偶然出现的脉冲性⼲扰，王鲁光 可消除由于脉冲⼲扰所引起的采样值偏差

C、缺点：

⽐较浪费RAM

7、⼀阶滞后滤波法

A、⽅法：

取a=0~1

本次滤波结果=（1-a）*本次采样值+a*上次滤波结果

B、优点：

对周期性⼲扰具有良好的抑制作⽤

适⽤于波动频率较⾼的场合

C、缺点：

相位滞后，灵敏度低

滞后程度取决于a值⼤⼩

不能消除滤波频率⾼于采样频率的1/2的⼲扰信号

8、加权递推平均滤波法

A、⽅法：

是对递推平均滤波法的改进，即不同时刻的数据加以不同的权

通常是，越接近现时刻的数据，权取得越⼤。

给予新采样值的权系数越⼤，则灵敏度越⾼，但信号平滑度越低

B、优点：

适⽤于有较⼤纯滞后时间常数的对象

和采样周期较短的系统

C、缺点：

对于纯滞后时间常数较⼩，采样周期较长，变化缓慢的信号

不能迅速反应系统当前所受⼲扰的严重程度，滤波效果差

9、消抖滤波法

A、⽅法：

设置⼀个滤波计数器

将每次采样值与当前有效值⽐较：

如果采样值＝当前有效值，则计数器清零

如果采样值<>当前有效值，则计数器+1，并判断计数器是否>=上限N(溢出)

如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器

B、优点：

对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,

可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显⽰器上数值抖动

C、缺点：

对于快速变化的参数不宜

如果在计数器溢出的那⼀次采样到的值恰好是⼲扰值,则会将⼲扰值当作有效值导⼊系统

10、限幅消抖滤波法

山东多大面积 A、⽅法：

相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”

先限幅,后消抖

B、优点：

继承了“限幅”和“消抖”的优点

改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将⼲扰值导⼊系统

C、缺点：

对于快速变化的参数不宜

第11种⽅法：IIR 数字滤波器

A. ⽅法：

确定信号带宽， 滤之。

Y(n) = a1*Y(n-1) + a2*Y(n-2) + ... + ak*Y(n-k) + b0*X(n) + b1*X(n-1) + b2*X(n-2) + ... + bk*X(n-k)

B. 优点：⾼通，低通，带通，带阻任意。设计简单(⽤matlab）

C. 缺点：运算量⼤。

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软件滤波的C程序样例

10种软件滤波⽅法的⽰例程序

假定从8位AD中读取数据（如果是更⾼位的AD可定义数据类型为int),⼦程序为get_ad();

1、限副滤波

/* A值可根据实际情况调整

value为有效值，new_value为当前采样值

滤波程序返回有效的实际值 */

#define A 10

char value;

char filter()

{

char new_value;

new_value = get_ad();

if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A )

return value;

return new_value;

}

2、中位值滤波法

/* N值可根据实际情况调整

排序采⽤冒泡法*/

#define N 11

char filter()

{

char value_buf[N];

char count,i,j,temp;

for ( count=0;count

{

value_buf[count] = get_ad();

delay();

}

for (j=0;j

{

for (i=0;i

{

if ( value_buf>value_buf[i+1] )

{

temp = value_buf;

value_buf = value_buf[i+1];

value_buf[i+1] = temp;

}

}

}

return value_buf[(N-1)/2];

}

3、算术平均滤波法

/*

*/

#define N 12

char filter()

{

int sum = 0;

for ( count=0;count

{

sum + = get_ad();

delay();

}

return (char)(sum/N);

}

4、递推平均滤波法（⼜称滑动平均滤波法）

/*

*/

#define N 12

char value_buf[N];

char i=0;

char filter()

{

char count;

int sum=0;

value_buf[i++] = get_ad();

if ( i == N ) i = 0;

for ( count=0;count

sum = value_buf[count];

return (char)(sum/N);

}

5、中位值平均滤波法（⼜称防脉冲⼲扰平均滤波法）

/*

*/

#define N 12

char filter()

{

char count,i,j;

char value_buf[N];

int sum=0;

for (count=0;count

{

value_buf[count] = get_ad();

delay();

}

for (j=0;j

{

for (i=0;i

{

if ( value_buf>value_buf[i+1] )

{

temp = value_buf;

value_buf = value_buf[i+1];

value_buf[i+1] = temp;

}

}

}

for(count=1;count

sum += value[count];

return (char)(sum/(N-2));

}

6、限幅平均滤波法

/*

*/

略 参考⼦程序1、3

7、⼀阶滞后滤波法

/* 为加快程序处理速度假定基数为100，a=0~100 */

#define a 50

char value;

char filter()

{

char new_value;

new_value = get_ad();

return (100-a)*v酸奶解酒 alue + a*new_value;

}

8、加权递推平均滤波法

/* coe数组为加权系数表，存在程序存储区。*/

#define N 12

char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;

char filter()

{

char count;

char value_buf[N];

int sum=0;

for (count=0,count

{

value_buf[count] = get_ad();

delay();

}

for (count=0,count

sum += value_buf[count]*coe[count];

return (char)(sum/sum_coe);

}

9、消抖滤波法

#define N 12

char filter()

{

char countthink的名词 =0;

char new_value;

new_value = get_ad();

while (value !=new_value);

{

count++;

if (count>=N) return new_value;

delay();

new_value = get_ad();

}

return value;

}

10、限幅消抖滤波法

/*

*/

略 参考⼦程序1、9

11、IIR滤波例⼦

int BandpassFilter4(int InputAD4)

{

int ReturnValue;

int ii;

RESLO=0;

RESHI=0;

MACS=*PdelIn;

OP2=1068; //FilterCoeff4[4];

MACS=*(PdelIn+1);

公交车怎么画 OP2=8; //FilterCoeff4[3];

MACS=*(PdelIn+2);

OP2=-2001;//FilterCoeff4[2];

MACS=*(PdelIn+3);

OP2=8; //FilterCoeff4[1];

MACS=InputAD4;

OP2=1068; //FilterCoeff4[0];

MACS=*PdelOu;

OP2=-7190;//FilterCoeff4[8];

MACS=*(PdelOu+1);

表皮葡萄球菌 OP2=-1973; //FilterCoeff4[7];

MACS=*(PdelOu+2);

OP2=-19578;//FilterCoeff4[6];

MACS=*(PdelOu+3);

OP2=-3047; //FilterCoeff4[5];

*p=RESLO;

*(p+1)=RESHI;

mytestmul<<=2;

ReturnValue=*(p+1);

for (ii=0;ii<3;ii++)

{

DelayInput[ii]=DelayInput[ii+1];

DelayOutput[ii]=D初一数学人教版 elayOutput[ii+1];

}

DelayInput[3]=InputAD4;

DelayOutput[3]=ReturnValue;

// if (ReturnValue<0)

// {

// ReturnValue=-ReturnValue;

// }

return ReturnValue;

}