• 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 }
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