十大滤波算法

1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
2、中位值滤波法
3、算术平均滤波法
4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
6、限幅平均滤波法
7、一阶滞后滤波法
8、加权递推平均滤波法
9、消抖滤波法
10、限幅消抖滤波法

程序默认对int类型数据进行滤波，如需要对其他类型进行滤波，只需要把程序中所有int替换成long、float或者double即可。

1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法）

A、名称：限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
B、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。
C、优点：
    能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
D、缺点：
    无法抑制那种周期性的干扰。
    平滑度差。

 

 1 #define A 10
 2 
 3 char value;
 4 
 5 char filter()
 6 {
 7    char  new_value;
 8    new_value = get_ad();
 9    if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A )
10       return value;
11    return new_value;
12          
13 }

 

2、中位值滤波法
A、名称：中位值滤波法
B、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。
C、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。
D、缺点：
    对流量、速度等快速变化的参数不宜。

 1 2、中位值滤波法
 2 /*  N值可根据实际情况调整
 3     排序采用冒泡法*/
 4 #define N  11
 5 
 6 char filter()
 7 {
 8    char value_buf[N];
 9    char count,i,j,temp;
10    for ( count=0;count<N;COUNT++)
11    {
12       value_buf[count] = get_ad();
13       delay();
14    }
15    for (j=0;j<N-1;J++)
16    {
17       for (i=0;i<N-J;I++)
18       {
19          if ( value_buf>value_buf[i+1] )
20          {
21             temp = value_buf;
22             value_buf = value_buf[i+1]; 
23              value_buf[i+1] = temp;
24          }
25       }
26    }
27    return value_buf[(N-1)/2];
28 }

 

3、算术平均滤波法

A、名称：算术平均滤波法
B、方法：
    连续取N个采样值进行算术平均运算：
    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。
C、优点：
    适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；
    这种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。
D、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；
    比较浪费RAM。

 1 #define N 12
 2 
 3 char filter()
 4 {
 5    int  sum = 0;
 6    for ( count=0;count<N;COUNT++)
 7    {
 8       sum + = get_ad();
 9       delay();
10    }
11    return (char)(sum/N);
12 }

 

4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）


A、名称：递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
B、方法：
    把连续取得的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，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。
C、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。
D、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。

 1 #define N 12 
 2 
 3 char value_buf[N];
 4 char i=0;
 5 
 6 char filter()
 7 {
 8    char count;
 9    int  sum=0;
10    value_buf[i++] = get_ad();
11    if ( i == N )   i = 0;
12    for ( count=0;count<N,COUNT++)
13       sum = value_buf[count];
14    return (char)(sum/N);
15 }

 

5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）

A、名称：中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
B、方法：
    采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值，
    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。
C、优点：
    融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。
    对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其所引起的采样值偏差。
    对周期干扰有良好的抑制作用。
    平滑度高，适于高频振荡的系统。
D、缺点：
    计算速度较慢，和算术平均滤波法一样。
    比较浪费RAM。

 1 #define N 12
 2 
 3 char filter()
 4 {
 5    char count,i,j;
 6    char value_buf[N];
 7    int  sum=0;
 8    for  (count=0;count<N;COUNT++)
 9    {
10       value_buf[count] = get_ad();
11       delay();
12    }
13    for (j=0;j<N-1;J++)
14    {
15       for (i=0;i<N-J;I++)
16       {
17          if ( value_buf>value_buf[i+1] )
18          {
19             temp = value_buf;
20             value_buf = value_buf[i+1]; 
21              value_buf[i+1] = temp;
22          }
23       }
24    }
25    for(count=1;count<N-1;COUNT++)
26       sum += value[count];
27    return (char)(sum/(N-2));
28 }

6、限幅平均滤波法
A、名称：限幅平均滤波法
B、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。
C、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，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差。
D、缺点：
    比较浪费RAM

 

7、一阶滞后滤波法

A、名称：一阶滞后滤波法
B、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。
C、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。
D、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1/2的干扰信号

 1 #define a 50
 2 
 3 char value;
 4 
 5 char filter()
 6 {
 7    char  new_value;
 8    new_value = get_ad();
 9    return (100-a)*value + a*new_value; 
10 }

 

8、加权递推平均滤波法

A、名称：加权递推平均滤波法
B、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。
C、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。
D、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。

 1 #define N 12
 2 
 3 char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
 4 char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;
 5 
 6 char filter()
 7 {
 8    char count;
 9    char value_buf[N];
10    int  sum=0;
11    for (count=0,count<N;COUNT++)
12    {
13       value_buf[count] = get_ad();
14       delay();
15    }
16    for (count=0,count<N;COUNT++)
17       sum += value_buf[count]*coe[count];
18    return (char)(sum/sum_coe);
19 }

 

9、消抖滤波法

A、名称：消抖滤波法
B、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。
C、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。
D、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。

 1 #define N 12
 2 
 3 char filter()
 4 {
 5    char count=0;
 6    char new_value;
 7    new_value = get_ad();
 8    while (value !=new_value);
 9    {
10       count++;
11       if (count>=N)   return new_value;
12        delay();
13       new_value = get_ad();
14    }
15    return value;    
16 }

 

posted @ 2019-03-22 15:00  书生侠客  阅读(2135)  评论(0)  编辑  收藏  举报