(整理)幾種濾波的經(jīng)典算法

1、幾種經(jīng)典的濾波算法（轉(zhuǎn)）1 限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）A、方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設(shè)為A）每次檢測(cè)到新值時(shí)判斷：如果本次值與上次值之差 A,則本次值無(wú)效，放棄本次值，用上次值代替本次 值B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾C、缺點(diǎn)無(wú)法抑制那種周期性的干擾平滑度差2、中位值濾波法A、方法：連續(xù)采樣 N 次（N 取奇數(shù)）把 N 次采樣值按大小排列取中間值為本次有效值B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾對(duì)溫度、液位的變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果C、缺點(diǎn)：對(duì)流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜3、算術(shù)平均濾波法A、方法：連續(xù)取 N 個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)

2、算N 值較大時(shí)：信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低N 值較小時(shí)：信號(hào)平滑度較低，但靈敏度較高N 值的選?。阂话懔髁浚琋=12;壓力：N=4B、優(yōu)點(diǎn)：適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值范圍附近上下波動(dòng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于測(cè)量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用比較浪費(fèi) RAM4、遞推平均濾波法（又稱滑動(dòng)平均濾波法）A、方法：把連續(xù)取 N 個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為 N每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).（先進(jìn)先出原則）把隊(duì)列中的 N 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，就可獲得新的濾波結(jié)果N 值的選?。毫髁?， N=12;壓力：N=4

3、；液面，N=412;溫度，N=14B、優(yōu)點(diǎn)：對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高適用于高頻振蕩的系統(tǒng)C、缺點(diǎn)：靈敏度低對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合比較浪費(fèi) RAM5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）A、方法：相當(dāng)于“中位值濾波法” + “算術(shù)平均濾波法”連續(xù)采樣 N 個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值然后計(jì)算 N-2 個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值N 值的選?。?14B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C、缺點(diǎn)：測(cè)量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣比較浪費(fèi) RA

4、M6、限幅平均濾波法比較浪費(fèi) RAMA、方法：相當(dāng)于“限幅濾波法” + “遞推平均濾波法”每次米樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C、缺點(diǎn)：比較浪費(fèi) RAM7、一階滯后濾波法A、方法:取 a=01本次濾波結(jié)果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果B、優(yōu)點(diǎn)：對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合C、缺點(diǎn)：相位滯后，靈敏度低滯后程度取決于 a 值大小不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2 的干擾信號(hào)8、加權(quán)遞推平均濾波法A、方法:是對(duì)遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不冋時(shí)

5、刻的數(shù)據(jù)加以不冋的權(quán) 通常是，越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號(hào)平滑度越低B、優(yōu)點(diǎn)：適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對(duì)象 和采樣周期較短的系統(tǒng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于純滯后時(shí)間常數(shù)較小，采樣周期較長(zhǎng)，變化緩慢的信號(hào) 不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差9、消抖濾波法A、方法:設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較：如果采樣值=當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零如果采樣值 當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器 +1，并判斷計(jì)數(shù)器是否 = 上限 N（溢出） 如果計(jì)數(shù)器溢出，則將本次值替換當(dāng)前有效值，并清計(jì)數(shù)器B、優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值

6、附近控制器的反復(fù)開/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數(shù)值抖動(dòng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜如果在計(jì)數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，則會(huì)將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng)10、限幅消抖濾波法A、方法：相當(dāng)于“限幅濾波法” + “消抖濾波法”先限幅，后消抖B、優(yōu)點(diǎn)：繼承了 “限幅”和“消抖”的優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜第 11 種方法：IIR 數(shù)字濾波器A.方法：確定信號(hào)帶寬，濾之。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)

7、 + . + bk*X( n-k)B. 優(yōu)點(diǎn)：高通，低通，帶通，帶阻任意。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單（用 matlab）C. 缺點(diǎn)：運(yùn)算量大。/-軟件濾波的 C 程序樣例10 種軟件濾波方法的示例程序假定從 8 位 AD 中讀取數(shù)據(jù)(如果是更高位的 AD 可定義數(shù)據(jù)類型為 int),子程序?yàn)?get_ad();1 限副濾波/*A 值可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整value 為有效值，new_value 為當(dāng)前采樣值濾波程序返回有效的實(shí)際值*/#defi ne A 10 char value;char filter()charn ew_value;n ew_value = get_ad();if ( ( n ew_value

8、 - value A ) | ( value - n ew_value A ) retur n value;retur n n ew_value;2、中位值濾波法/*N 值可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整排序采用冒泡法*/#defi ne N11char filter()char value_bufN;char coun t,i,j,temp;for ( cou nt=0;cou ntN;COUNT+)value_bufco unt = get_ad();delay();for (j=0;jN-1;J+)for (i=0;ivalue_bufi+1)temp = value_buf;value_buf =

9、value_bufi+1; value_bufi+1 = temp;return value_buf(N-1)/2;3、算術(shù)平均濾波法/*/#defi ne N 12char filter()int sum = 0;for ( cou nt=0;cou ntN;COUNT+)sum + = get_ad();delay();retur n (char)(sum/N);4、遞推平均濾波法(又稱滑動(dòng)平均濾波法)/*/#defi ne N 12char value_bufN;char i=0;char filter。char count;int sum=0;value_bufi+ = get_ad(

10、);if ( i = N )i = 0;for ( cou nt=0;cou ntN,COUNT+)sum = value_bufco un t;retur n (char)(sum/N);5、中位值平均濾波法(又稱防脈沖干擾平均濾波法)/*/#defi ne N 12 char filter()char coun t,i,j;char value_bufN;intsum=0;for(cou nt=0;cou ntN;COUNT+)value_bufco unt = get_ad(); delay();for (j=0;jN-1;J+)for (i=0;ivalue_bufi+1)temp =

11、 value_buf;value_buf = value_bufi+1; value_bufi+1 = temp;for(cou nt=1;cou ntN-1;C0UNT+)sum += valueco un t;return (char)(sum/(N-2);6、限幅平均濾波法/*/略參考子程序 1、37、一階滯后濾波法/*為加快程序處理速度假定基數(shù)為100, a=0100 */#defi ne a 50char value;char filter()charn ew_value;n ew_value = get_ad();retur n (100-a)*value + a*n ew_val

12、ue;8、加權(quán)遞推平均濾波法/* coe 數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表，存在程序存儲(chǔ)區(qū)。*/#defi ne N 12 char code coeN = 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_bufN;int sum=O;for (cou nt=0,cou ntN;COUNT+)value_bufco unt = get_ad();delay();for (cou nt=0,cou nt=N)retur n n ew_value

13、;delay();n ew_value = get_ad();retur n value;10、 限幅消抖濾波法/*/略參考子程序 1、911、 IIR 濾波例子BandpassFilter4(int InputAD4) intRetur nV alue;intii;RESLO=0;RESHI=O;MACS=*Pdel In;OP2=1068; FilterCoeff44;MACS=*(Pdell n+1);OP2=8;FilterCoeff43;MACS=*(PdelI n+2);OP2=-2001;/FilterCoeff42;MACS=*(PdelI n+3);OP2=8; /FilterCoeff41;MACS=I nputAD4;OP2=1068; /FilterCoeff40;MACS=*PdelOu;intOP2=-7190;/FilterCoeff48;MACS=*(PdelOu+1);OP2=-1973; /FilterCoeff47;MACS=*(PdelOu+2);OP2=-19578;/FilterCoeff46;MACS=*(PdelOu+3);OP2=-3047; /FilterCoeff45;*p=RESLO;*(p+1)=RESHI;myte